UA123013U

UA123013U - HEADING MACHINE HEADING CONTINUOUS

Info

Publication number: UA123013U
Application number: UAU201706971U
Authority: UA
Inventors: Аркадій Васильович Лоза; Володимир Вікторович Шишкін
Original assignee: Державний Вищий Навчальний Заклад "Приазовський Державний Технічний Університет"
Priority date: 2017-07-03
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2018-02-12

Abstract

Головка затравки машини безперервного лиття заготівок містить корпус з замковим виступом (замком). Замок виконаний з двох частин, розділених наскрізним отвором.The seed head of the continuous billet casting machine comprises a housing with a keyhole (lock). The lock is made of two parts, separated by a through hole.

Description

Корисна модель належить до металургії і може бути використана при розливанні прямокутних заготівок зі сталі та сплавів на машинах безперервного лиття (МБЛЗ). Відома конструкція головки затравки машини безперервного лиття заготівок, в якій замок має довгий поперечний виступ, іменований в техніці "зубом" (В книзі: Машини безперервного лиття слябових заготівок. В.М. Нисковских, С.Е. Карлінський, А.Д. Беренов. - М.: Металургія, 1991. - С. 118-124). Замок служить для передачі зусилля при витягуванні головної частини злитка від приводних тягнучих роликів МБЛЗ до безперервного зливка через замкову частину затравки.The useful model belongs to metallurgy and can be used when pouring rectangular blanks from steel and alloys on continuous casting machines (CCMs). The design of the seed head of a machine for continuous casting of blanks is well-known, in which the lock has a long transverse protrusion, called a "tooth" in technology (In the book: Machines for continuous casting of slab blanks. V.M. Niskovskikh, S.E. Karlinsky, A.D. Berenov - M.: Metallurgy, 1991. - P. 118-124). The lock serves to transfer the force when pulling the main part of the ingot from the drive pulling rollers of the MBLZ to the continuous ingot through the locking part of the seed.

Недоліком даної конструкції затравки є деформація корпусу замку при високих температурах експлуатації через термічні напруження, які виникають на різних стадіях роботи затравки (в моменти нагріву при заливанні рідкого розплавленого металу, чи охолодження - після вилучення затравки з МБЛ3З). Залишкові деформації можуть служити причиною аварійної зупинки МБЛЗ, що тягне за собою істотні збитки. Ремонт затравок пов'язаний з додатковими витратами, що економічно не є вигідним для підприємства.The disadvantage of this design of the primer is the deformation of the lock body at high operating temperatures due to thermal stresses that occur at various stages of the primer's operation (at the time of heating when pouring liquid molten metal, or cooling - after removing the primer from MBL3Z). Residual deformations can cause an emergency stop of the MBLZ, which entails significant losses. Repair of seeds is associated with additional costs, which is not economically beneficial for the enterprise.

Відома конструкція головки затравки машини безперервного лиття заготівок, прийнята за прототип (Патент України Мо 110003), в якій довговічність замкової частини підвищується за рахунок наскрізних проточок, виконаних в тілі (корпусі) головки. Зазначені проточки не зачіпають геометрію замка, який при роботі відчуває нерівномірний нагрів і неоднакове подовження волокон (шарів) металу зуба на різних ділянках: у його найбільш виступаючій частині і в основі зуба. В момент розливання рідкого металу найбільш нагріта виступаюча частина замка відчуває більш значні деформації стиснення і розтягування порівняно з корпусом, в результаті чого в замку і в корпусі головки утворюються залишкові деформації, які можуть служити причиною аварійної зупинки МБЛЗ і вимагають додаткових витрат на ремонт.The well-known design of the seeding head of the machine for continuous casting of blanks, adopted as a prototype (Patent of Ukraine Mo 110003), in which the durability of the locking part is increased due to through grooves made in the body (body) of the head. The specified grooves do not affect the geometry of the lock, which during operation experiences uneven heating and unequal elongation of the fibers (layers) of the metal of the tooth in different areas: in its most protruding part and at the base of the tooth. At the moment of liquid metal pouring, the most heated protruding part of the lock experiences more significant compression and stretching deformations compared to the body, as a result of which residual deformations are formed in the lock and in the head body, which can serve as the cause of an emergency stop of the MBLZ and require additional repair costs.

При створенні корисної моделі поставлено завдання розробити конструкцію головки затравки машини безперервного лиття, в якій за рахунок зміни конструкції головки значно зменшуються залишкові деформації в неї від дії термічних напружень, що підвищує надійністьWhen creating a useful model, the task was set to develop the design of the seed head of the continuous casting machine, in which, due to the change in the design of the head, the residual deformations in it due to the action of thermal stresses are significantly reduced, which increases reliability

МБЛЗ і знижує витрати на ремонт.MBLZ and reduces repair costs.

Для рішення поставленої задачі в головці затравки машини безперервного лиття заготівок, що включає корпус з замковим виступом (замком), згідно з корисною моделлю, замок виконаний з двох частин, розділених наскрізним отвором. Крім цього корпус головки може бути виконанийTo solve the problem in the seed head of the machine for continuous casting of workpieces, which includes a body with a locking protrusion (lock), according to a useful model, the lock is made of two parts separated by a through hole. In addition, the body of the head can be made

Зо з наскрізним отвором, що є співвісним отвору замка.Zo with a through hole, which is coaxial with the lock hole.

В основу корисної моделі поставлено принцип зменшення жорсткості конструкції (головки затравки) за рахунок розподілу її на окремі частини і забезпечення можливості вільного переміщення кожної зі складових частин при роботі в умовах несиметричного нагріву. Існуючі на сьогоднішній день конструкції головок затравок МБЛЗ в період нагріву з великою швидкістю (так званого теплового удару) мають значну жорсткість, яку забезпечує більш холодна частина периметру головки (менш нагрітий і більш жорсткий периметр її корпусу має П-подібну форму).The useful model is based on the principle of reducing the stiffness of the structure (seed head) by dividing it into separate parts and ensuring the possibility of free movement of each of the component parts when working in conditions of asymmetric heating. Existing today designs of MBLZ seed heads in the period of high-speed heating (the so-called thermal shock) have significant rigidity, which is provided by the colder part of the perimeter of the head (the less heated and more rigid perimeter of its body has a U-shaped shape).

Така особливість утворюється природним чином в результаті меншої температури нагріву бічних поверхонь головки та задньої поверхні корпусу, які віддалені від контакту з рідким металом. При меншій температурі нагріву зазначені частини конструкції мають більш високі механічні властивості і чинять опір розширенню більш нагрітої виступаючої частини замка та його основи. В результаті не однакового розширення окремих ділянок від дії різних температур деформація головки затравки стає неминучою. Така деформація спочатку відбувається в пружній області Якщо температурні напруження перевищують значення границі текучості матеріалу, деформації стають пластичними (залишковими). Накопичення залишкових деформацій при роботі головки може призвести до заклинювання її в кристалізаторі, що тягне за собою створення аварійної ситуації з зупинкою МБЛЗ і пов'язане з матеріальними збитками.Such a feature is formed naturally as a result of the lower heating temperature of the side surfaces of the head and the rear surface of the case, which are far from contact with liquid metal. At a lower heating temperature, these parts of the structure have higher mechanical properties and resist the expansion of the more heated projecting part of the lock and its base. As a result of non-uniform expansion of individual areas due to the action of different temperatures, the deformation of the seed head becomes inevitable. Such deformation initially occurs in the elastic region. If the temperature stresses exceed the yield point of the material, the deformations become plastic (residual). The accumulation of residual deformations during the operation of the head can lead to its jamming in the crystallizer, which entails the creation of an emergency situation with the stoppage of the MBLZ and is associated with material damage.

Радикальним рішенням протидії виникненню залишкових деформацій в головці затравки є розподіл всієї конструкції головки (або частково - її замку) на частини, що робить конструкцію складовою і дає можливість частинам розширюватися автономно. У цьому випадку при підвищенні температури складові частини мають можливість збільшуватися в розмірах при відсутності жорсткого зв'язку. Розподіл може бути виконано або повним (всієї головки уздовж її поздовжньої осі), або частковим - тільки замкової частини головки. При повному розподілі всієї конструкції головки залишкові деформації в корпусі головки не повинні розвиватися взагалі, що значно підвищує надійність роботи затравки і всієї МБЛЗ3. При цьому найбільший перепад температур у всіх конструкціях головок зафіксований у замковій частині. Тому розподіл наскрізним отвором лише замка, в якому виникають найбільші напруження при роботі, є принциповим і суттєвим кроком для запобігання розвитку залишкових деформацій в замку і в цілому в головці затравки, що відображено у 1-му пункті заявки. Використання цієї ознаки дозволяє значно зменшити величину вигину головки. Проте найбільш оптимальним варіантом бо конструкції з точки зору збереження вихідного профілю є такий, коли залишкові деформації не розвиваються взагалі Для забезпечення такого варіанта корпус головки повинен бути виконаний з наскрізним отвором, що є співвісним отвору замка. Отвір у корпусі може проходити через весь переріз на 100 95 або лише частково. При збільшенні такого отвору до 100 95 обидві половини головки затравки залишаються пов'язаними лише додатковим рухомим зв'язком, що дозволяє зміщуватися частинам незалежно щодо одна одної. При цьому деформація корпусу (т. зв. "повідка" виробу - викривлення первісної геометрії від нерівномірного нагріву) стає неможливою.A radical solution to counteracting the occurrence of residual deformations in the seed head is the division of the entire structure of the head (or partially - its lock) into parts, which makes the structure composite and enables the parts to expand autonomously. In this case, when the temperature rises, the component parts have the opportunity to increase in size in the absence of a rigid connection. The distribution can be performed either completely (the entire head along its longitudinal axis), or partial - only the locking part of the head. With the complete distribution of the entire structure of the head, residual deformations in the body of the head should not develop at all, which significantly increases the reliability of the work of the seed and the entire MBLZ3. At the same time, the largest temperature difference in all head designs is recorded in the locking part. Therefore, the through-hole distribution of only the lock, in which the greatest stresses occur during operation, is a fundamental and essential step to prevent the development of residual deformations in the lock and in general in the seed head, which is reflected in the 1st point of the application. The use of this feature allows you to significantly reduce the amount of bending of the head. However, the most optimal option for the structure from the point of view of preserving the original profile is one when residual deformations do not develop at all. To ensure this option, the head body should be made with a through hole that is coaxial with the lock hole. The hole in the body can pass through the entire cross-section of 100 95 or only partially. When such an opening is increased to 100 95, both halves of the seed head remain connected only by an additional movable connection, which allows the parts to move independently relative to each other. At the same time, deformation of the case (the so-called "leash" of the product - distortion of the original geometry due to uneven heating) becomes impossible.

Принцип дії моделі, що заявляється, пояснюється на кресленнях, де на фіг. 1 показана конструкція головки затравки у разі розподілу всієї конструкції головки затравки на дві складові частини, пов'язані обертальною кінематичною парою А; на фіг. 1 показана конструкція з розподілом на дві окремі частини тільки замкової частини головки. Крізь корпус головки проходить наскрізний отвір, виконаний співвісно отвору замку. Пристрій, що заявляється, складається з корпусу 1 головки затравки, замкової частини 2, яка розподілена на дві половини 2а і 26. Кріплення двох частин головки в одну конструкцію здійснюється за рахунок рухомого елемента А чи монолітної частини Б корпусу 1 затравки. В обох випадках ліва 2а та права 26 половини замка затравки мають можливість незалежного одна від одної переміщення на стадії інтенсивного нагріву. При цьому зміна розмірів складових частин - збільшення при нагріванні та зменшення при охолодженні не призводить до викривлення корпусу головки затравки.The principle of operation of the claimed model is explained in the drawings, where fig. 1 shows the design of the seed head in the case of dividing the entire structure of the seed head into two component parts connected by a rotary kinematic pair A; in fig. 1 shows the design with the division into two separate parts only of the locking part of the head. Through the body of the head there is a through hole made coaxially with the hole of the lock. The claimed device consists of the housing 1 of the primer head, the locking part 2, which is divided into two halves 2a and 26. Fastening of the two parts of the head into one structure is carried out due to the movable element A or the monolithic part B of the primer housing 1. In both cases, the left 2a and right 26 halves of the primer lock have the ability to move independently of each other at the stage of intense heating. At the same time, the change in the size of the component parts - increasing during heating and decreasing during cooling does not lead to distortion of the housing of the seed head.

Залишкові деформації або не виникають, або утворюються незначної величини, що пояснюється зниженням жорсткості конструкції.Residual deformations either do not occur, or are formed of insignificant magnitude, which is explained by a decrease in the rigidity of the structure.

Прикладом конкретного виконання пристрою, що заявляється, може служити конструкція дослідної головки затравки, виготовленої та випробуваної на одному з українських металургійних підприємств. Досліджена головка затравки була виготовлена для двострумковоїAn example of a specific implementation of the claimed device can be the design of an experimental seed head manufactured and tested at one of the Ukrainian metallurgical enterprises. The studied seed head was made for a two-stream

МБЛЗ слябового типу, призначеної для відливання сталевих заготівок перетином 1500х200 мм.Slab-type MBLZ, designed for casting steel blanks with a cross section of 1500x200 mm.

Аналіз роботи затравок різних конструкцій проводили порівнянням стану звичайної головки, використовуваної на струмку Ме 1, і дослідної (струмок Ме 2) при відливанні низько легованих і вуглецевих марок сталі. Досліджена затравка для струмка Ме 2 відрізнялася від звичайної наявністю наскрізного отвору (фіг. 1,6) шириною 10 мм, що проходить через замкову частину головки з поглибленням отвору в корпус на 160 мм. Ширина нерозділеної прорізом частиниThe analysis of the work of the seeds of different designs was carried out by comparing the state of the conventional head used on the Me 1 stream and the experimental one (Me 2 stream) when casting low-alloyed and carbon grades of steel. The studied seed for the stream Me 2 differed from the usual one by the presence of a through hole (Fig. 1.6) with a width of 10 mm passing through the locking part of the head with a deepening of the hole into the body by 160 mm. The width of the part not divided by the slot

Зо корпусу становила 40 мм. При підготовці МБЛЗ до розливання вказаний отвір шириною 10 мм був закладений азбестовим шнуром. Інші вимоги технології з підготовки до розливання МБЛЗ3 дотримувалися в однаковій мірі. Аналіз стану головок на різних стадіях експлуатації затравок струмка Мо! і 2 показав наступні дані (таблиця 1):From the case was 40 mm. When preparing MBLZ for pouring, the indicated hole with a width of 10 mm was covered with an asbestos cord. Other requirements of the MBLZ3 bottling technology were met to the same extent. Analysis of the condition of the heads at different stages of exploitation of the seeds of the stream Mo! and 2 showed the following data (table 1):

Таблиця 1 тент Деформація головки (прогин корпусу), мм, після виконання Кількість ЩоTable 1 awning Deformation of the head (body deflection), mm, after execution Quantity What

Тип затравки Я со . аварійних серій розливок зупинок розливок розливок о 1.Звичайна | 25 | 2 .Ю45 2 щЩ | 80 | 3 | 1 (| 2.Дослдна | -: 0 2 жмМюКрР| 0 | 03 | 0 | 0Type of seed I so. emergency series of pouring stops pouring pouring at 1. Normal | 25 | 2 .Ю45 2 shЩ | 80 | 3 | 1 (| 2.Experienced | -: 0 2 жмМюКрР| 0 | 03 | 0 | 0

Необхідність виконання ремонтів для головок затравок звичайної конструкції та потенційна можливість виникнення аварійної зупинки розливної машини при їх використанні свідчить про їх меншу надійність в роботі. Отримані дані підтверджують працездатність і позитивний ефект пристрою, що заявляється.The necessity of repairs for the primer heads of a conventional design and the potential for an emergency stop of the bottling machine when they are used indicate their lower reliability in operation. The obtained data confirm the efficiency and positive effect of the claimed device.

Таким чином, запропонована конструкція головки затравки МБЛЗ дозволяє значно зменшити залишкові деформації її корпусу та підвищити надійність роботи затравки і в цілому МБЛЗ.Thus, the proposed design of the MBLZ seed head allows to significantly reduce the residual deformations of its body and increase the reliability of the seed and MBLZ as a whole.

Claims

UTILITY MODEL FORMULA 45 1. Seeding head of a continuous casting machine containing a body with a locking projection (lock), which is characterized by the fact that the lock is made of two parts separated by a through hole.

2. The seeding head of the continuous casting machine according to claim 1, which is characterized by the fact that the body of the head is made with a through hole that is coaxial with the lock hole.