SU719792A1

SU719792A1 - Ingot mould

Info

Publication number: SU719792A1
Application number: SU782607995A
Authority: SU
Inventors: Алексей Владимирович Кукса; Александр Федорович Демидов; Владимир Павлович Дмитриев; Борис Петрович Шиленко; Александр Евгеньевич Совинский; Шамиль Хабибулович Фахрутдинов; Валентина Михайловна Чертовикова; Виктор Александрович Носов; Михаил Витальевич Зайченко
Original assignee: Волгоградский Политехнический Институт
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1978-04-21
Publication date: 1980-03-05

Description

1one

Изобретение относитс к черной металлургии , а именно к конструкции изложниц, используемых дл разливки стали наслитки .The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the construction of the molds used for casting steel to size.

Известна изложница дл разливки металла , имеюща переменную толщину ст€ нок в продольном сечении I.A known mold for casting metal, having a varying thickness of steel in a longitudinal section I.

Однако изложница характеризуетс плавным уменьщением толщины стенок от торцов к средней части, что приводит при эксплуатации к образованию трещин в утоненных част х изложницы и быстрому их распространению вдоль стенки, поэтому стейки изложницы оказываютс пораженными сквозными , продольными трещинами на всю высбту изложницы, в результате чего изложницН отбраковываютс на ранней стадии эксплуатации .However, the mold is characterized by a gradual decrease in wall thickness from the ends to the middle part, which, during operation, leads to the formation of cracks in the thinned parts of the mold and their fast propagation along the wall, therefore the steaks of the mold are affected through the longitudinal cracks on the entire mold, resulting in a mold discarded at an early stage of operation.

Известна изложница дл разл1нвки стали , имеюща на наружной поверхности зам .кнутые по периметруГраней пазы, щириной 0,5-3,0 и глубиной 0,2-0,8 толщины стенки 2.A well-known mold for steel alignment, having grooves closed on the outer surface of the outer surface, with a width of 0.5-3.0 and a depth of 0.2-0.8 wall thickness 2.

Недостатком вл етс то, что уменьщение толщины стенки в пазах вызывает образование в них кольцевых трещин, охв;атывающих весь периметр граней, и которые приThe disadvantage is that a decrease in wall thickness in the grooves causes the formation of annular cracks in them, covering the entire perimeter of the edges, and which

эксплуатации вл ютс причиной преждевременного вь1хОда изложниц из стро .exploitation is the cause of premature grinding of molds.

Наиболее близкой к предлагаемой вл етс изложница дл слитков, у которой дл снижени напр жений на наружной поверхностй стенок выполнены по всей высоте вертикальные пазы, расположенные на рассто нии 1-3 толщины стенки от наружных ребер 3.Closest to the present invention is a ingot mold, in which, to reduce the stresses on the outer surface of the walls, vertical grooves are made along the entire height, located at a distance of 1-3 wall thickness from the outer ribs 3.

Недостаток заключаетс в том, .что уменьшение Фолщйны Стен14и в пазах вызывает образование в них вертикальных сквозных трещин, в результате чего изложница отбраковываетс .The disadvantage is that the reduction of Falschine Sten14 and in the grooves causes the formation of vertical through cracks in them, as a result of which the mold is rejected.

Цель изобретени - увеличение срока Службы изложниц.The purpose of the invention is to increase the service life of the molds.

Поставленна цель достигаетс тем, что стенки в продольном сечении выполнены ступенеобразными по наружной поверхности и в каждой ступени, выполнено по два паза на противоположных гран х, расположенных симметрично оси изложницы, причем в соседних ступен х пазы расположены на взаимно перпендикул рных гран х.The goal is achieved by the fact that the walls in a longitudinal section are made step-like along the outer surface and in each step two grooves are made on opposite faces symmetrically located to the axis of the mold, and in adjacent steps the slots are located on mutually perpendicular faces.

Кроме того, глубина пазов составл ет 0,08-0,12 толщины стенки соответствующей ступени.In addition, the depth of the grooves is 0.08-0.12 wall thickness of the corresponding stage.

На фиг. 1 показана изложница, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3- то же, разрез А-А на фиг. 1..FIG. 1 shows a mold, a general view; in fig. 2 - the same, side view; in fig. 3 is the same, section A-A in FIG. one..

.Изложница имеет на наружной поверхности ступени 1, кажда из которых снабжена двум вертикальными пазами 2. Пазы смещены от ребер изложницы и расположены на противоположных гран х симметрично оси, изложницы, причем в соседних ступен х пазы расположены на взаимно перпендикул рных гран х.The taller has steps 1 on the outer surface, each of which is provided with two vertical slots 2. The grooves are offset from the edges of the mold and are located on opposite faces symmetrically to the axis of the mold, and in adjacent steps the grooves are located on mutually perpendicular faces.

Глубина пазов находитс в пределах 0,08-0,12 толщины стенки соответствующей ступени изложницы.The depth of the grooves is in the range of 0.08-0.12 wall thickness of the corresponding stage of the mold.

Работает устройство следующим образом .The device works as follows.

При заполнении изложницы гор чим металлом , за счет разности температур между внутренней и наружной поверхност ми стенки , в наружных сло х изложницы возникают напр жени , приближающиес по величине к пределу прочности на изгиб материала изложницы и вл ющиес при длительной эксплуатации причиной образовани продольных трещин. Ступенеобразное выполнение наружной поверхности задерживает развитие сквозных продольных трещин за счет резкого возрастани толщины стенки при переходе от одной ступени к другой. Выполнение на наружной поверхности двух п ротивоположных граней в каждой ступени симметрично расположенных пазов, обеспечивает перераспределение в них наибольщих нап1) жений. При. этом в целом снижаетс уровень напр жений в поперечных сечени х изложницы. Увеличение количества пазов более двух в каждой ступени нецелесообразно из-за образовани кольцевых трещин по пазам и гран м изложницы. Оптимальное перераспределение Напр жений достигаетс при симметричном смещении пазов от наружных ребер к ос м взаимно перпендикул рных граней ступени. Выполнение пазов в соседних ступен х на взаимно перпендикул рных гран х преп тствует образованию продольных трещин больщой прот женности. В результате этого в процессе эксплуатации уровень напр жений в стенках изложницы снижаетс за счет их разр дки, св занной с образованием локальных трещин по пазам , что позвол ет продолжать эксплуатацию изложницы с возникщими трещинами и тем самым увеличить срок ее службы.When the mold is filled with hot metal, due to the temperature difference between the inner and outer wall surfaces, stresses occur in the outer layers of the mold that are close in magnitude to the flexural strength of the mold material and are the cause of longitudinal cracks during long-term operation. Step-like execution of the outer surface retards the development of through longitudinal cracks due to a sharp increase in wall thickness during the transition from one step to another. Performing on the outer surface of two opposite edges in each step symmetrically arranged grooves, provides for the redistribution of the greatest pressure in them. At. this generally reduces the stress level in the cross section of the mold. Increasing the number of slots more than two in each step is impractical because of the formation of annular cracks in the grooves and edges of the mold. Optimum Redistribution of Stresses is achieved with a symmetric displacement of the grooves from the outer ribs to the axes of the mutually perpendicular faces of the step. Making grooves in adjacent steps on mutually perpendicular edges prevents the formation of longitudinal cracks of large extent. As a result, during operation, the level of stresses in the walls of the mold is reduced due to their discharge, which is associated with the formation of local cracks in the grooves, which allows the mold to continue to operate with the cracks that occur and thereby increase its service life.

Пример 1. Дл подтверждени сдержи вающего эффекта ступенеобразной формы наружной поверхности стенок на характер развити трещин привод т сравнительную стенку сопротивл емости изложницы против образовани трещин на модел х из органического стекла, с помощью которых было изучено напр женное состо ние. Дл изучени напр жений изготовл ют три пары вариантов моделей. Количество вариантов выбираетс исход из необходимости вы влени размеров ступеней на напр женное состо ние изложницы.Example 1. In order to confirm the constraining effect of the step-like shape of the outer surface of the walls on the nature of the development of cracks, a comparative wall of the resistance of the mold against the formation of cracks on organic glass models, through which the stress state was studied, is provided. For the study of stresses, three pairs of model variants are made. The number of options is chosen based on the need to determine the size of the steps for the stressed state of the mold.

Изучают напр жени в изложнице с различной формой стенок и размерами ступени до и после образовани трещин. НанесениеStresses in the mold are studied with different wall shapes and step sizes before and after cracking. Drawing

трещин на модели достигаетс путем .механической вырезки. Высота трещин составл ет высоту меньщей по толщине ступени. В результате придани стенкам ступенеобразной формы наружной поверхности в любом из трех рассмотренных случаев приводит к снижению уровн напр жений и незначительному возрастанию напр жений после разрущени (порезки) и больщей по толщине ступени в ступенеобразной изложнице , в то врем , как в случае плавногоCracks on the model are achieved by mechanical cutting. The height of the cracks is the height of the lower thickness of the step. As a result of giving the walls a step-like shape of the outer surface in any of the three cases considered, it leads to a decrease in stress level and a slight increase in stresses after fracture (cutting) and a thicker step in the step-like mold, while in the case of smooth

увеличени толщины стенки наблюдаетс резкое увеличение напр жений, которое приводит к дальнейщему развитию трещин. Благодар снижению напр жений в ступенеобразной изложнице по сравнению с плавным увеличением толщины стенкр до уровн , не превыщающего предела прочности на изгиб материалаизложницы (чугуна),As the wall thickness increases, a sharp increase in stresses is observed, which leads to the further development of cracks. By reducing the stresses in the step-like mold as compared with the smooth increase in wall thickness to a level that does not exceed the flexural strength of the material of the companion (cast iron),

кажда ступень сдерживает развитие продольной трещины.each stage hinders the development of a longitudinal crack.

Таким образом, эффект сдерживани Thus, the deterrent effect

J развити трещин в ступенеобразной изложнице про вл етс при любых соотнощени х размеров ступеней.J The development of cracks in a step-like mold is manifested in any ratio of step sizes.

Пример 2. Дл определени оптимальной глубины вертикальных пазов используют ту же методику моделировани напр женного состо ни стенок изложницы, что и в первом случае. Дл исследовани изготовл ют модель высотой 200 мм, толщиной стенки 30 мм, внутренними размерами поперечного сечени 130 130 мм. На наружной поверхности модели со смещением от ребер на величину, равную двум толщинам стенки (60 мм), выполн ют вертикальные пазы шириной 1,5 толщины стенки (45 мм) различной глубины.Example 2. To determine the optimum depth of the vertical grooves, use the same technique for modeling the stress state of the walls of the mold as in the first case. For the study, a model was made with a height of 200 mm, a wall thickness of 30 mm, and an internal cross-section of 130 130 mm. On the outer surface of the model, offset from the ribs by an amount equal to two wall thicknesses (60 mm), vertical grooves with a width of 1.5 wall thicknesses (45 mm) of different depth are made.

Результаты изучени напр жений в средней части ступени по высоте приведены в таблице, из которой видно, что оптимальное соотношение напр жений в поперечном сечении изложницы по середине грани, в пазу и по ребру достигаетс при глубине паза , равной 0,08-0512 толщины стенки. ПриThe results of the study of stresses in the middle part of the step in height are shown in the table, from which it is clear that the optimum ratio of stresses in the cross section of the mold in the middle of the face, in the groove and along the edge is achieved with a depth of the groove equal to 0.08-0512 wall thickness. With

такой глубине паза по середине грани (наиболее опасное место вследствие образовани сплошной сквозной трёщины) напр жени имеют минимальные значени . В то же врем малые значени напр жений имеют место в пазу и по ребру поперечного сечени изложницы. Уменьшение глубины паза ведет к перераспределению максимальных напр жений из паза на середину грани, а увеличение его глубины - к резкому возрастанию напр жений в пазу, которые вл ютс At such a depth of the groove in the middle of the face (the most dangerous place due to the formation of a continuous through crack), the stresses are minimal. At the same time, small stresses occur in the groove and along the cross-sectional edge of the mold. A decrease in the depth of the groove leads to a redistribution of maximum stresses from the groove to the middle of the face, and an increase in its depth leads to a sharp increase in the stresses in the groove, which are

причиной преждевременного разрущени изложницы .Jcause premature mold failure .J

Таким образом, изложница имеет повыщенный срок службы за счет предупреждени образовани продольных трещин большой прот женности и возможности эксплуатации изложницы после возникновени локальных трещин по пазам. Повышение срока службы изложниц приводит к снижению удельного расхода на тонну разливаемой стали, что обеспечивает экономию чугуна дл отливки изложниц и снижение себестоимости стали. Кроме того, увеличениеThus, the mold has an increased service life due to the prevention of the formation of longitudinal cracks of large extent and the possibility of operating the mold after the occurrence of local cracks in the grooves. Increasing the service life of the molds leads to a reduction in specific consumption per ton of cast steel, which provides savings in cast iron for casting molds and reducing the cost of steel. In addition, the increase

долговечности изложниц позвол ет умень-. щить парк используемых изложниц и мощности линейных це)сов дл их производства.durability of molds allows to reduce the To lay out a park of used molds and power of linear chains) for their production.

Капитальных и иных затрат, необходимых дл доведени изобретени до промышленного освоени , не требуетс . Срок внедрени изобретени в производство 3-4 мес ца.The capital and other costs necessary to bring the invention to industrial development are not required. The term of implementation of the invention in production is 3-4 months.

Claims

Claim 1. A mold having a variable wall thickness In a longitudinal section and vertical grooves on the outer surface of the faces, characterized in that, in order to increase service life, the outer surface of the mold in height is stepped with decreasing wall thickness downwards and at each step is made but two grooves on opposite grays x, b are located from their longitudinal axes in different directions, and in adjacent steps the slots are located on mutually perpendicular faces x. te 0.1 ne no. no. 2. The tool of claim 1, wherein the depth of the grooves is 0.08-2 times the thickness of the wall of the corresponding stitch. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate 486831, cl. B 22 D 7/06, 1974.

2. Authors certificate of the USSR 415083, cl. B 22 D 7/06, 1972.

3. Author's certificate of the USSR 520174, cl. B 22 D 7/06, 1975.

... .ch:;: W -:

, -. , f: / ff9 ..., -.

, /; - /

ct ..

Phage .- /

719792

fi.3.

fi-g. five