SU766737A1

SU766737A1 - Method of ingot casting in horizontal ingot mold

Info

Publication number: SU766737A1
Application number: SU782660236A
Authority: SU
Inventors: Евгений Владимирович Кук; Валерий Алексеевич Игнатьев
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Сплавов И Обработки Цветных Металлов
Priority date: 1978-08-08
Filing date: 1978-08-08
Publication date: 1980-09-30

Description

равлении от 2-6 м.ч в центре сли ка до 24-32 м.ч в его углах. На фиг, 1 показана схема осуществлени способа получени лить слитка в горизонтальную изложницу; на фиг. 2 и 3 - последовательность затвердевани слитка по способу-прототипу и по предложенному способу. Величина воздушной прослойки межд слитком и поддоном определ етс как Д aR, (1) где Д - толщина воздушной прослойки R - рассто ние .от центра слитка а - экспериментальный коэффициент; п - показатель степени. Равномерное охлаждение нижней поверхности слитка достигаетс путем дифференциации удельного расхода воды по поверхности, чтобы скомпенсировать неравномерность теплового соп ротивлени воздушного зазора ме оду поддоном и слитком. Из услови равенства полных коэффициентов теплоотдачи от поверхности слитка к воде в его центре и у кра {п центра о.п креп т получаем значение коэффициента теплоотдачи от нижней поверхности поддона к воде у кра слитка вол, центра .KpOlfl Л вод.центра коэффициент теплоотдач бод.центра от нижней поверхности к воде в центре слитка & - разница в толщинах воз душного зазора на краю слитка и в центре; и - теплопроводность воздушной прослойки. Поскольку зависимость коэффициен теплоотдачи от расхода воды Q линей может быть записано 0 воА.крал Яиро. вод.центра Яцентр где ,fl« центр - Удельный расход воды (расход в ды на единицу поверхности) у кра и в центр слитка соответ венно; К - эксперименталь ный коэффициен При подстановке управлений (1) и ( 3) в (2) получа.ем о -. Нкрои OR И ,еитр В этой формуле значение относитс к любому участку пойерхно ти слитка, расположенному от ее г метрического центра на рассто нии R Задава сь значением расхода воды в центре % цв„тр можно определить рас ход воды дл любого участка поверхности , в том числе дл периферийных частей слитка. Экспериментально определенное значение расхода воды в центре слитка с размерами (500-700) х (660-1100) х X (60-100) мм из цинка разных марок и его сплавов составл ет 2-6 м.ч. при таком расходе обеспечиваетс оптимальна интенсивность охлаждени с точки зрени структуры и термических Напр жений в слитках. При расходе меньшем 2 ч теплоотвод от центральных областей слитка значительно замедл етс , образуетс крупное зерно , возрастает общее врем затвердевани слитка, что приводит к окислению и снижению производительности.При расходе воды больше 6 .ч в соответствии с законом степенной функции дл данной групы сплавов необходимо сильно увеличивать расход у краев слитка, что усложн ет конструкцию системы охлаждени . Расход водьа в углах слитка находитс на основе эксперименталь них данных с учетом рассто ни от центра слитка (половина диагонали и достигает значени 24-32 .4. Эти величины обусловлены расходом воды в центре слитка. При расходе меныаем 24 и большем 32 ч начинает про вл тьс неоднородность .теплоотвода по площади слитка, как по способу-прототипу, с про влением отмеченных выше недостатков. Ввиду того, что в процессе затвердевани скорость образовани последующих слоев замедл етс в соответствии с законом квадратного корн , в верхней части слитка направленность затвердевани ухудшаетс , при этом образуетс несколько участков на по верхности, где кристаллизаци заканчиваетс с образованием усадочной рыхлоты, котора приводит к последующим дефектам при прокатке полосы. Это вление исключаетс созданием теплового центра нагревом стенок изложницы по периметру слитка на уровне,соответствующем 0,8-1,0 толщины слитка. При этом поддерживают температуру стенок изложницы на этом уровне на 10-50°С выше температуры ликвидуса отливаемого сплава. В таком случае кристаллизаци заканчиваетс на ребрах слитка, главным образом в углах. Здесь образуетс пористость, котора в дальнейшем удал етс при обрезке листов. Если обогрев производитс ниже 0,8 толщины слитка, возможно образование кристаллов от стенок изложницы у поверхности слитка; обогрев выше толщины слитка нецелесообразен, поскольку тепло безполезно , а обогрев самого слитка снижаетс . При температуре стенки изложницы ниже указанного уровн повышаетс площадь усадочной рыхлоты на поверхности слитка; .при превышении этого уровн заметноfrom 2-6 pm in the center of the cream to 24-32 pm in its corners. Fig. 1 shows a scheme for carrying out the method for producing an ingot into a horizontal mold; in fig. 2 and 3 - the sequence of solidification of the ingot according to the method prototype and the proposed method. The size of the air gap between the ingot and the pallet is defined as D aR, (1) where D is the thickness of the air gap R is the distance from the center of the ingot and is the experimental coefficient; n is an exponent. Uniform cooling of the bottom surface of the ingot is achieved by differentiating the specific flow rate of water over the surface to compensate for the uneven thermal resistance of the air gap between the tray and the ingot. From the condition of equality of the total heat transfer coefficients from the ingot surface to the water in its center and at the edge of the center of the o.p mount, we obtain the value of the heat transfer coefficient from the bottom surface of the pallet to the water at the edge of the ox, center .KpOlfl L of the water center. Center from bottom to water in the center of the ingot & - the difference in thickness of the air gap on the edge of the ingot and in the center; and - thermal conductivity of the air gap. Since the dependence of the heat transfer coefficient on the flow of water Q line can be recorded 0 voA.Rad Yairo. water center Yatsentr where, fl & center - Specific consumption of water (consumption in dyes per surface unit) at the edge and in the center of the ingot, respectively; K is an experimental coefficient. When substituting controls (1) and (3) into (2), we get o -. In this formula, the value refers to any area of the ingot surface located from its metric center at a distance R By specifying the flow rate of water in the center% ctr, you can determine the water consumption for any part of the surface, including including for peripheral parts of the ingot. The experimentally determined value of water consumption in the center of the ingot with dimensions (500-700) x (660-1100) x X (60-100) mm from zinc of different grades and its alloys is 2-6 pm. At this flow rate, an optimal cooling rate is obtained in terms of the structure and thermal stresses in the ingots. At a flow rate of less than 2 hours, the heat sink from the central regions of the ingot slows down significantly, coarse grain is formed, the total ingot solidification time increases, which leads to oxidation and reduced productivity. If water consumption is more than 6 hours, according to the law, the power function for this group of alloys is necessary greatly increase the flow rate at the edges of the ingot, which complicates the design of the cooling system. The flow rate of water in the corners of the ingot is based on experimental data, taking into account the distance from the center of the ingot (half of the diagonal and reaches 24-32.4. These values are due to the consumption of water in the center of the ingot. The inhomogeneity of the heat conductor over the ingot area, as in the prototype method, with the above mentioned drawbacks. In view of the fact that during the solidification process, the rate of formation of subsequent layers slows down in accordance with the square root law, in the upper part the ingot, the direction of solidification deteriorates, thus forming several areas on the surface, where crystallization ends with the formation of shrinkage loosening, which leads to subsequent defects during strip rolling. This phenomenon is eliminated by creating a heat center by heating the walls of the ingot mold and around the perimeter of the ingot at a level corresponding to 0.8 -1.0 the thickness of the ingot. At the same time, the temperature of the walls of the mold is maintained at this level by 10-50 ° C above the liquidus temperature of the cast alloy. In such a case, crystallization ends at the edges of the ingot, mainly in the corners. Here porosity is formed, which is subsequently removed when cutting sheets. If heating is performed below 0.8 of the ingot thickness, crystals may form from the walls of the ingot mold at the ingot surface; heating above the ingot thickness is impractical because the heat is useless, and the heating of the ingot itself is reduced. When the temperature of the mold wall is below a specified level, the area of shrinkage looseness on the ingot surface increases; .before this level is noticeable

величиваетс врем затвердевани последних порций металла в углах и на ребрах слитка, что вызывает их окисение .The time of solidification of the last portions of the metal in the corners and on the edges of the ingot is increased, which causes their oxidation.

Пример осуществлени спбсоба полуени слитков в горизонтальной изложЧ. нице (см. фиг. 1).5An example of the implementation of spibob shackles ingots in a horizontal set. nitsya (see fig. 1) .5

Метсшл заливают сверху через литейную воронку 1 в изложницу с медным водоохлаждаемым поддоном 2 и обогреваемыми -стенками 3.Охлаждение металла в . процессе его затвердевани в излож- нице ведут при помощи струйного охлаждени из отверстий в плоской коробке 4, причем воду к поверхности поддона подают неравномерно по площади слитка: в центральной части 15 удельный расход меньше, чем на осТсшьной площади, в радиальном направлении расход увеличиваетс по закону степенной функции, достига значени в углахв 4-16 раз больше, чем 20 в центре. Разный расход охлаждающей воды можно получить, например, использу различный шаг отверстий дл выпуска воды при их одинаковом диаметре ,-сMetschl is poured from above through the casting funnel 1 into a mold with a copper water-cooled base 2 and heated walls 3. Cooling of the metal in. the process of its hardening in the mold is carried out by jet cooling from the holes in the flat box 4, and water is supplied to the surface of the pallet unevenly over the ingot area: in the central part 15, the specific flow rate is less than in the rest area, in the radial direction the flow increases by law power function, reaching a value in the corners 4–16 times more than 20 in the center. Different flow rates of cooling water can be obtained, for example, using different pitch of holes for water discharge with the same diameter, -c

При отливке слитков размером 660 х X 530 X 75 мм из cnnaBa2.n+0,i%A6- 0,OS.Mg (микроцинка) охлаждение в центральной части слитка ведут при удельном расходе воды 3 . ч, а в углах расход составл ет 28 . ч. Обогрев 30 боковых граней слитка при продвижении фронта затвердевани от дна веут путем размещени нагревателей 5 в боковых стенках 3 изложницы на уровне, соответствующем 0,8-1,0 тол- 35 щины слитка.When casting ingots of 660 x X 530 X 75 mm in size from cnnaBa2.n + 0, i% A6-0, OS.Mg (microzinc), cooling in the central part of the ingot is carried out at a specific water consumption 3. h, and in the corners the flow rate is 28. The heating of 30 side faces of the ingot while advancing the solidification front from the bottom of the blow by placing heaters 5 in the side walls 3 of the mold at a level corresponding to 0.8–1.0 thickness of the ingot.

Дл слитка мироцинка толщиной 80 мм ассто ние от нижней поверхности слитка до места нагрева составл ет 64 мм, т.е. 0,8 от его толщины. Наг- 4Q рев внутренней стенки изложницы производитс до .For a mirozink ingot with a thickness of 80 mm, the distance from the bottom surface of the ingot to the heating point is 64 mm, i.e. 0.8 of its thickness. Nag-4Q roar of the inner wall of the mold is made before.

При описанном выше режиме охлаждени Зс1метное снижение теплоотвода от периферийной части слитка ввиду образовани воздушной прослойки компенсируетс более интенсивным вод ным охлаждением. При этом фронт кристаллизации становитс практическиIn the above-described cooling mode, the 3-cm reduction in heat removal from the peripheral part of the ingot due to the formation of an air gap is compensated by more intensive water cooling. At the same time, the crystallization front becomes practically

ровным (см. фиг. 3), структура формируетс в услови х последовательного роста слоев от дна к верху. Столбчата зона имеет одинаковую (с отклонением ± 5 мм) толщину посечению слитка. В то врем как толщина этой зоны по способу-прототипу колеблетс по длине слитка от 5 до 40 мм (при высоте слитка 75 мм), рост кристаллических слоев от дна слитка происходит быстрее, чем успевают продвинутьс кристаллы от боковых стенок, поэтому структура слитка получаетс однородной . Отсутствие зоны столбчатых кристаллов у боковых граней слитка, растущих в направлении, неблагопри тном по отношению к действующему усилию пр прокатке, способствует снижению брака по трещинам при прокатке и улучшению кромки листа. Выход годного при этом повышаетс на 5-7%.even (see fig. 3), the structure is formed under conditions of successive growth of the layers from bottom to top. The column zone has the same (with a deviation of ± 5 mm) thickness of the ingot. While the thickness of this zone in the prototype method varies in length from 5 to 40 mm (with an ingot height of 75 mm), the growth of crystalline layers from the bottom of the ingot occurs faster than the crystals advance from the side walls, so the structure of the ingot is homogeneous . The absence of a zone of columnar crystals at the side faces of the ingot, growing in the direction unfavorable with respect to the acting force during rolling, contributes to the reduction of defects in rolling cracks and to an improvement in the sheet edge. The yield is increased by 5-7%.

При описанном выше обогреве боковых граней кристаллизаци заканчиваетс в углах слитка.With the heating of the side faces described above, crystallization ends at the corners of the ingot.

Claims

1. A method of casting ingots into a horizontal mold, including pouring cooling by supplying water to the bottom surface of the ingot and heating the side faces during solidification of the ingot, characterized in that, in order to improve the quality of the ingots, the cooling of the ingot is carried out by the differential on its bottom surface , and the heating of the side edges are at a height of 0.8-1.0 thickness of the ingot.

2. The method according to claim 1 is different from the fact that, upon cooling, the specific water consumption increases in the radial direction from 2-6 m / m.h in the center of the ingot to 24-32 m® / m.h in its corners.

Sources of information taken into account in the examination

1, B.S. Tikhonov Zinc rolling. M., Metallurgizdat, 1963, p. 44-47.

2.Gorshkov I.B. Casting ingots of non-ferrous metals and alloys. M., Metallurgizdat, 1952, p. 225.

766737

, V.

fir h

. i

Fi. H