SU899272A1

SU899272A1 - Plate for stopperless pouring of steel

Info

Publication number: SU899272A1
Application number: SU802920594A
Authority: SU
Inventors: Юрий Федорович Костыря; Николай Семенович Климкович; Иван Никитич Зигало
Original assignee: Днепропетровский Металлургический Институт
Priority date: 1980-05-05
Filing date: 1980-05-05
Publication date: 1982-01-23

Description

(5) ПЛИТА ДЛЯ БЕССТОПОРНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ(5) PLATE FOR UNFINISHABLE STEEL CASTING

II

Изобретение.относитс к черной металлургии, конкретнее к бесстопорной разливке стали.The invention relates to ferrous metallurgy, and more specifically to unstoppable casting of steel.

Известно устройство дл бесстопорной разливки стали, представл ющее собой шиберный затвор, снабженный двум рычагами второго рода и имеющий подвижную и неподвижную огнеупорные плиты с отверсти ми, смонтированный на внешней поверхности днища ковша, причем подвижна плита установлена в обойме СППри использовании шиберного затвора наблюдаетс наличие большой разности температур в огнеупорных плитах, что ведет к деформации -затвора , нарушению необходимой плотности между плитами и св занной с этим опасностью прорыва металла.A device for stopping steel casting is known, which is a sliding gate equipped with two levers of the second kind and having movable and fixed refractory plates with openings mounted on the outer surface of the bottom of the ladle, and the moving plate is installed in the case of SPF when using a slide gate, there is a large difference temperatures in the refractory plates, which leads to deformation of the gate, the violation of the required density between the plates and the associated danger of metal breakthrough.

Во врем службы огнеупорных плит происход т значительные термические, расширени , вызывающие механические и деформационные нагрузки при высоких температурах.During the service of refractory plates, significant thermal expansion occurs, causing mechanical and deformation loads at high temperatures.

Так перепад температур колеблетс |от 1580°С на рабочей стороне отверсти плиты до 300-600 С по кра м плиты в направлени х ОА, ОБ и ОС.Thus, the temperature difference varies from 1580 ° C on the working side of the plate hole to 300-600 ° C along the edges of the plate in the OA, OB and OS directions.

Это приводит к возникновению неравномерных термических напр жений, механических и деформационных нагрузок при высокой температуре,вследствие чего происходит растрескивание плиты, затекание и прорыв металла в трещины, а также выход затвора из стро .This leads to the occurrence of uneven thermal stresses, mechanical and deformation loads at high temperatures, as a result of which the plate cracks, the metal leaks and breaks into the cracks, and also the shutter fails.

Цель изобретени - увеличение стойкости плит в службе, повышение надежности и увеличение срока службы устройств за счет устранени неравномерности тепловых полей в продольном и поперечном направлени х и снижени термических напр жений, механических и деформационных нагрузок при высоких температурах.The purpose of the invention is to increase the resistance of plates in service, increase reliability and increase the service life of devices by eliminating uneven thermal fields in the longitudinal and transverse directions and reducing thermal stresses, mechanical and deformation loads at high temperatures.

Поставленна цель достигаетс тем, что плита дл бесстопорной разливки стали, содержаща высокоогнеупорный блок с отверстием, ближе расположенным к одной из коротких сторон, и ме таллическую обойму, снабжена обоймой , участок которой, прилегающий к двум длинным и одной короткой стороне плиты, ближайшей к отверстию,выполнен полым, образующим герметичную полость 5 заполненную хладагентом компенсатором. В качестве хладагента-компенсатор используютс легкоплавкие металлы или сплавы. В качестве хладагента-компенсатор используетс сплав алюмини и меди при следующем соотношении компоненJOB , алюмини 82,7, меди Герметическа полость равна длине не менее 1/2 периметра плиты и сечением со стороной квадрата, равного толщине плиты. На чертеже показано предлагаемое устройство. Плита включает: собственно плиту .1, обойму 2 и герметичную полость 3, прилегающую к двум длинным и одной короткой стороне плиты, меньше отсто щей от отверсти 4, и имеющую длину, равную 1/2- /5 периметра плиты и сечение со стороны квадрата Н, равной толщине плиты. Герметична полость 3 заполнена легкоплавким металлом или сплавом, например сплавом алюмини и меди с использованием компонентов, вес.: алюмини 82,7 и меди 17,3. Плита работает следующим образом. При разливке стали через отверстие 4 плиты 1, возникающие резкие пе репады температур снижаютс за счет того, что часть тепла идет на нагрев и плавление металла или сплава,наход щегос в полости 3 и играющего рол хладагента, поэтому шиберное устройство в начале разливки не претерпевает резкого разогрева (например выше ). При прекращении разливки сплав, наход щийс в полости 3. охлажда сь, а затем и затвердева , отдает тепло кристаллизации в объем плиты 1, .и поэтому не происходит резкого охлаждени элементов устройства и не возникают большие термические напр жени , т.е. в ЭТОМслучае хладагент выступает в роли компенсатора тепла. Диапазон граничных значений, опре дел ющих длину и ширину сечени герметичной полости, а также подбор материала хладагента-компенсатора определены в результате лабораторных исследований. Длина полости, заполненной хладагентом-компенсатором , равна 1/2-V5 периметра плиты, и ее местоположение определено эмпирически по анализу причин выхода плит из стро и исход из необходимости снижени тепловых потоков в критических сечени х„ При длине, равной 1/2 периметра плиты, охлаждающее действие хладагента не обеспечивает достижени поставленной цели, а именно устранени нагрева и резкого охлаждени плиты, в результате чего возникают термические напр жени , а при С больше 4/5 предлагаема плита работает, как и обычна , со сплошной обоймой, и имеет те же недостатки Сечение полости выбрано, исход из конструктивных соображений: высота ее не может быть больше толщины плиты, а ширина, равна высоте будет обеспечивать равномерный прогрев хладагента-компенсатора по сечению, что обеспечивает равномерный отбор тепла по всей толщине плиты. Выбор в качестве хладаента AtCu сплава эвтектического состава обусловлен тем, что такой сплав обладает достаточно высокой теплоемкостью и теплопроводностью, стабилен по состапосто нной темпераву и плавитс при туре 548+1 С, т„е. пока весь он не расплавитс , температура поверхности плиты не может быть выше этой величины . В то же врем , пока сплав не затвердеет при охлаждении, температура поверхности плиты, не будет ниже . Наличие в обоймах плит шиберного затвора предлагаемого хладагентакомпенсатора в виде легкоплавкого металла или сплава, выступающего в роли регул тора температуры, стабилизирует тепловые услови при резком подводе и отводе тепла в начале и по окончании разливки, обуславливает снижение величины теплового потока, резко уменьшает перепад температур, а также термические напр жени , механические и деформационные нагрузки при высоких температурах, тем самым способству увеличению срока службы предлагаемого шиберного затвора. В таблице приведены температуры в различных точках в результате лабораторных стендовых испытаний в начале опыта и по достижении стационарного режима (когда температуры оставались практически посто нными). а - через Примечание 10 мин после начала опыта; б - по достижении установившегос режима; с - через 20 мин после выключени релки; П - пеример, а - толщина пл ты, S - сечение полости. Как видно из приведенных данных, предлагаемый хладагент стабилизируе температурные тепловые услови при резком подводе и отводе тепла в нач ле и в конце разливки. Технико-экономическа целесообра ность предлагаемой плиты шиберного устройства состоит в том, что увели чение срока службы и надежности поThe goal is achieved by the fact that the plate for unstoppable casting of steel, containing a high refractory block with a hole closer to one of the short sides, and a metal yoke, is provided with a yoke, the area of which is adjacent to the two long and one short sides of the plate closest to the hole , made hollow, forming an airtight cavity 5 filled with refrigerant compensator. Low-melting metals or alloys are used as a refrigerant compensator. As a refrigerant compensator, an alloy of aluminum and copper is used with the following ratio of components, aluminum, 82.7, copper. The hermetic cavity is equal to at least 1/2 the perimeter of the slab and cross-section with a side of the square equal to the thickness of the slab. The drawing shows the proposed device. The plate includes: the plate itself .1, the clip 2 and the hermetic cavity 3, adjacent to the two long and one short sides of the plate, less than the distance from the hole 4, and having a length of 1 / 2- / 5 of the plate perimeter and section from the side of the square N equal to the thickness of the plate. The hermetic cavity 3 is filled with a low-melting metal or alloy, for example, an alloy of aluminum and copper using components, weight: aluminum 82.7 and copper 17.3. The stove works as follows. When casting steel through the hole 4 of plate 1, sudden temperature drops are reduced due to the fact that some heat is used to heat and melt the metal or alloy in the cavity 3 and playing the role of coolant, therefore the sliding device does not undergo sharp heating (for example, above). When the casting is stopped, the alloy in the cavity 3. cooling and then solidifying transfers heat of crystallization into the volume of the plate 1, and therefore there is no sudden cooling of the device elements and no large thermal stresses, i.e. In this case, the refrigerant acts as a heat compensator. The range of boundary values that determine the length and width of the cross section of the sealed cavity, as well as the selection of the material of the refrigerant-compensator, are determined as a result of laboratory studies. The length of the cavity filled with a refrigerant compensator is 1/2-V5 of the plate perimeter, and its location is determined empirically by analyzing the reasons for plate failure and based on the need to reduce heat fluxes in critical sections of the plate. , the cooling effect of the refrigerant does not ensure the achievement of the set goal, namely, the elimination of heating and rapid cooling of the plate, as a result of which thermal stresses occur, and when C is greater than 4/5, the proposed plate works, as usual, with continuous The boom, and has the same drawbacks The cavity cross section was chosen, based on design considerations: its height cannot be greater than the plate thickness, and the width equal to the height will ensure uniform heating of the refrigerant-compensator over the cross section, which ensures uniform heat removal throughout the plate. The choice of AtCu alloy as a coolant of eutectic composition is due to the fact that such an alloy possesses a sufficiently high heat capacity and thermal conductivity, is stable in terms of temperature and melts during the 548 + 1 С tour, that is. until it melts all, the surface temperature of the plate cannot be higher than this value. At the same time, until the alloy solidifies on cooling, the surface temperature of the plate will not be lower. The presence in the cage plates of the slide valve of the proposed refrigerant in the form of a low-melting metal or alloy acting as a temperature regulator stabilizes thermal conditions during abrupt supply and removal of heat at the beginning and at the end of casting, causes a decrease in heat flow, drastically reduces temperature drops, and also thermal stresses, mechanical and deformation loads at high temperatures, thereby contributing to an increase in the service life of the proposed slide gate. The table shows the temperatures at various points as a result of laboratory bench tests at the beginning of the experiment and upon reaching the stationary mode (when the temperatures remained almost constant). a - after Note 10 minutes after the start of the experiment; b - upon reaching the established regime; C - 20 minutes after turning off the monitor; P is the perimeter, and is the thickness of the plate, S is the cross section of the cavity. As can be seen from the above data, the proposed refrigerant stabilizes the temperature of the thermal conditions with a sharp supply and removal of heat in the beginning and at the end of the casting. The technical and economic feasibility of the proposed slide plate device is that the increase in service life and reliability

сравнению с известными затворами происходит за счет снижени термических напр жений, механических и деформационных нагрузок при высоких температурах .Compared with the known gates, it occurs due to a decrease in thermal stresses, mechanical and deformation loads at high temperatures.

Экономический эффект может составить 88 тыс.руб. на 1 млн.т , разливаемой стали.The economic effect could be 88 thousand rubles. per 1 million tons cast steel.

формула изобретени 1.Плита дл бесстопорной разливки стали, содержаща высокоогнеупорный блок с отверстием, ближе расположенным к одной из коротких сторон, и металлическую обойму, отличающа с тем, что, с целью увеличени стойкости плиты за счет выравнивани тепловых полей в продольном и поперечном направлени х и снижени термических напр жений, механических и деформационных нагрузок при высоких температурах, участок обоймы, прилегающий к двум длинным и одной короткой стороне плиты, ближайшей к отверстию, выполнен полым, образующим герметичную полость, заполненную . хладагентом-компенсатором 2.Плита поп.1,отличающ а с тем, что в качестве хладагента-компенсатора используютс легкоплавкие металлы или сплавы. 3.Плита ПОП.1, отличающа с тем, что в качестве хладагента-компенсатора используетс сплав At и Си при следующем соотношении компонентов, вес.|: А€82,7; Си 17,3. 4.Плита по п.1, о т л и ч а ю щ а с тем, что герметична полость равна длине не менее 1/2 периметра плиты и сечением, со стороной квадрата, равной толщине плиты.. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 455803, кл, В 22 D 41/08, 1974.invention 1. Plate for unstoppable casting of steel, comprising a high refractory block with a hole closer to one of the short sides, and a metal holder, characterized in that, in order to increase the resistance of the plate by aligning thermal fields in the longitudinal and transverse directions and reduction of thermal stresses, mechanical and deformation loads at high temperatures, the section of the cage adjacent to two long and one short side of the plate, closest to the hole, is hollow, forming ermetichnuyu cavity filled. with a refrigerant compensator 2. Stove pop.1, characterized by the fact that low-melting metals or alloys are used as a refrigerant compensator. 3. Plate POP.1, characterized in that the At and Cu alloy is used as a refrigerant-compensator in the following ratio of components, weight |: A € 82.7; Si 17.3. 4.Plate according to claim 1, about tl and h and y and with the fact that the sealed cavity is equal to the length of not less than 1/2 of the perimeter of the slab and cross-section, with a side of the square equal to the thickness of the slab .. Sources of information taken attention during examination 1. USSR Author's Certificate No. 455803, class B 22 D 41/08, 1974.

Claims

Claim

1. Plate for non-stop casting of steel, containing a high refractory block with an opening closer to one of the short sides, and a metal casing, characterized in that, in order to increase the resistance of the plate due to the alignment of thermal fields in the longitudinal and transverse directions and reduce thermal stresses mechanical and deformation loads at high temperatures, the portion of the cage adjacent to the two long and one short side of the plate closest to the hole is made hollow, forming an airtight cavity, s complete. refrigerant compensator.

2. A stove according to claim 1, characterized in that · low-melting metals or alloys are used as a compensating refrigerant.

3. The stove according to claim 1, characterized in that the alloy a € and Cu is used as the refrigerant compensator in the following ratio of components, wt.% '. A 82.7; Ci 17.3.

4. A slab according to π.1, characterized in that the sealed cavity is equal to a length of at least 1/2 the perimeter of the slab and a section with the side of a square equal to the thickness of the slab ..