RU2041011C1

RU2041011C1 - Device for continuous casting of workpieces

Info

Publication number: RU2041011C1
Application number: RU92007791A
Authority: RU
Inventors: В.И. Одиноков
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН
Priority date: 1992-11-24
Filing date: 1992-11-24
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: foundry engineering. SUBSTANCE: device for continuous casting of workpieces has crystallizer with expanded upper and vertical lower sections. Parts forming these sections are fixed on two eccentric parallel horizontal shafts with synchronous drive for their moving. Crystallizer is constructed as four longitudinal parts. Two of them are fixed on two eccentric shafts and make a slope to crystallizer axis and form the first couple. Two other parts forming the second couple are in reciprocating movement from eccentric shaft engaged with the drive. Phase of the second couple movement is shifted regarding the first couple. EFFECT: higher efficiency. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке заготовок на машинах вертикального типа. The invention relates to metallurgy, namely to the continuous casting of billets on vertical machines.

Известно устройство для непрерывного литья заготовок, содержащее сборный кристаллизатор, состоящий из четырех расположенных попарно продольных рабочих стенок, при этом первая пара рабочих стенок выполнена с расширением верхним и вертикальным нижним участками рабочей поверхности. A device for continuous casting of preforms is known, comprising a precast mold consisting of four longitudinally working working walls arranged in pairs, the first pair of working walls being expanded with upper and vertical lower parts of the working surface.

Недостатком данного устройства является нестабильность процесса разливки, возможность прорыва жидкого металла вследствие отрыва нижней части тянущими роликами, узкий сортамент (лист) отливаемых изделий, плохое качество наружной поверхности и внутренней структуры. The disadvantage of this device is the instability of the casting process, the possibility of breakthrough of liquid metal due to tearing of the lower part by pulling rollers, a narrow assortment (sheet) of molded products, poor quality of the outer surface and internal structure.

Цель изобретения повышение надежности работы устройства и увеличение его производительности при самоподачи, широкий сортамент отливаемых заготовок, повышение качества изделий. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device and increase its productivity during self-feeding, a wide range of cast billets, improving the quality of products.

Это достигается тем, что кристаллизатор состоит из четырех частей, две из которых, составляющие наклон к оси кристаллизатора, совершают сложное движение в вертикальной плоскости по замкнутой траектории, а две другие части совершают смещенное по фазе к первым частям возвратно-поступательное движение от эксцентрикового вала, соединенного с приводом. This is achieved by the fact that the mold consists of four parts, two of which, making a slope to the axis of the mold, make a complex movement in a vertical plane along a closed path, and the other two parts make a reciprocating movement from the eccentric shaft, which is shifted in phase to the first parts, connected to the drive.

Приводной эксцентриковый вал имеет по длине три участка, из которых два крайних выполнены с поворотом эксцентрика относительно среднего на 90^о и имеют величину эксцентриситета намного больше чем средний.The drive has an eccentric shaft portion along the length of three, two of which are made with extreme rotation of the eccentric relative to the average ^of 90 and have a value much greater eccentricity than the average.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 узел I на фиг.1; на фиг.3 шарнирная система; на фиг.4 и 5 кинематика частей пар. In FIG. 1 shows the proposed device; in Fig.2 node I in Fig.1; figure 3 hinge system; 4 and 5, the kinematics of parts of pairs.

Водоохлаждаемый кристаллизатор состоит из четырех образующих частей, две пары 1 и 2. Пара 1 имеет наклонный и прямой участки и крепится на суппортах, каждый из которых установлен на двух эксцентриковых валах, из которых нижний является приводным. Пара 2 прижимается к паре 1 с зазором δ 0,2-0,5 мм посредством нажимных устройств 3, передающих перемещение пара 2 в горизонтальной плоскости через промежуточные стенки 4, соединенных с парой 2 узлами, представляющими собой блок подшипников качения, фиксирующих каждую из частей пары 2 и позволяющих перемещаться этим частям в вертикальном направлении. The water-cooled mold consists of four generatrices, two pairs 1 and 2. Pair 1 has inclined and straight sections and is mounted on calipers, each of which is mounted on two eccentric shafts, of which the lower one is driven. The pair 2 is pressed against the pair 1 with a gap δ of 0.2-0.5 mm by means of pushing devices 3 transmitting the movement of the pair 2 in a horizontal plane through the intermediate walls 4, connected to the pair 2 by nodes, which are a block of rolling bearings, fixing each of the parts pairs 2 and allowing these parts to move in the vertical direction.

Приводные эксцентриковые валы (нижние) имеют по длине три участка: средний участок имеет эксцентриситет l₂ и приводит в движение пару 1, крайние участки имеют эксцентриситет l₂ ¹(l₂ ¹ > l₂) и приводят в движение пару 2 в вертикальной плоскости через шарнирную систему 5.The eccentric shafts (lower) have three sections in length: the middle section has an eccentricity l ₂ and drives a pair of 1, the extreme sections have an eccentricity l ₂ ¹ (l ₂ ¹ > l ₂ ) and set in motion a pair of 2 in a vertical plane through hinge system 5.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

При установившемся движении жидкий металл заливают в сборный кристаллизатор, состоящий из четырех частей, образующих две пары 1 и 2. При вращении приводных эксцентриковых валов части пары 1, каждая из которых жестко связана с нижним и верхним эксцентриковыми валами, совершают навстречу друг другу сложное движение в вертикальной плоскости по замкнутой траектории, характеризуемое величиной эксцентриков l₁ и l₂. Такое движение частей пары 1 способствует разрушению на частях пары 2 кристаллизующейся корочки металла, интенсификации процесса кристаллизации и продвижению вниз полностью закристаллизовавшегося металла в нижней части кристаллизатора. Части кристаллизатора пары 2, связанные только с приводными эксцентриковыми валами, совершают в процессе вращения приводных валов возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости, смещенное по фазе к движению частей пары 1, так как приводятся участками приводных валов, на которых эксцентрики повернуты под углом 90^о по отношению эксцентриков, приводящих в движение пару 1.When the motion is steady, the liquid metal is poured into a prefabricated mold consisting of four parts, forming two pairs 1 and 2. When the drive eccentric shafts rotate, the parts of the pair 1, each of which is rigidly connected to the lower and upper eccentric shafts, make a complex movement towards each other vertical plane along a closed path, characterized by the value of the eccentrics l ₁ and l ₂ . This movement of the parts of the pair 1 contributes to the destruction on the parts of the pair 2 of the crystallized metal crust, the intensification of the crystallization process and the downward movement of the fully crystallized metal in the lower part of the mold. Parts of the mold pair 2 bound only to drive the eccentric shafts perform during the rotation of the drive shaft reciprocates in a vertical plane, offset in phase to the movement of portions of the pair 1, as are portions of the drive shafts on which the cams are rotated at an angle of ⁹⁰ in relation to the eccentrics driving the pair 1.

На фиг. 4 изображена кинематика правой части пары 1 с эксцентриком l₂ и пары 2 с эксцентриком l₂ ¹. При повороте эксцентрикового вала на 90^о средний участок с эксцентриситетом l₂ поворачивается из положения I в положение II (фиг. 4а). При этом парой 1 совершается обжатие полностью закристаллизовавшегося металла в нижней конусной части и на прямом участке кристаллизатора и продвижение металла по ходу кристаллизации. При обжатии металла парой 1 части пары 2 испытывают со стороны металла на данном участке нормальные давления, вследствие того, что они препятствуют его уширению. Крайние участки приводного вала поворачиваются из положения I в положение II с эксцентриситетом l₂ ¹ (фиг. 4 и 5). Следовательно, части пары 2 поднимаются вверх. При этом должно происходить проскальзывание частей пары 2 относительно металла. При последующем повороте эксцентрикового вала средний участок, переходя из положения II в положение III, отодвигает части пары 1 от металла, а крайние участки, переходя из положения II в положение III (фиг.4 и 5), продвигают полностью закристаллизовавшийся металл вниз по ходу кристаллизации вплоть до точки IV, т.е. на величину 2l₂ ¹, где в принципе может произойти встреча металла с частями пары 1, которые тогда обжимают металл с точки IV до точки II. Если же встреча металла с частями пары 1 в точке IV не происходит, а это зависит от соотношения эксцентриков l₂ и l₂ ¹, то такая встреча обязательно имеет место в точке I. За это время продвижение металла вниз составляет величину l₂ ¹. Наиболее рациональным с точки зрения производительности установки при самоподаче является встреча металла с частями пары 1 в точке IV и его последующее обжатие до точки II. В этом случае части пары 2 проскальзывают по металлу с точки IV до точки II, а затем при расхождении частей пары 1 осуществляют его подачу вниз с точки II до точки IV, т.е. на величину 2l₂ ¹. Величину эксцентриситета l₂ ¹ можно определить из геометрического построения (фиг.5).In FIG. 4 shows the kinematics of the right side of pair 1 with an eccentric l ₂ and pair 2 with an eccentric l ₂ ¹ . When the eccentric shaft rotates 90 °, ^the middle section with the eccentricity l ₂ rotates from position I to position II (Fig. 4a). In this case, a pair 1 compresses the completely crystallized metal in the lower conical part and on the straight section of the mold and advances the metal along the course of crystallization. When metal is compressed by pair 1, parts of pair 2 undergo normal pressures from the metal in this section, due to the fact that they prevent its broadening. The extreme sections of the drive shaft rotate from position I to position II with an eccentricity l ₂ ¹ (Fig. 4 and 5). Therefore, the parts of the pair 2 rise up. In this case, slipping of the parts of the pair 2 relative to the metal should occur. With the subsequent rotation of the eccentric shaft, the middle section, moving from position II to position III, pushes the parts of the pair 1 from the metal, and the extreme sections, moving from position II to position III (Figs. 4 and 5), advance the completely crystallized metal downstream of crystallization up to point IV, i.e. by 2l ₂ ¹ , where, in principle, a metal can meet with the parts of pair 1, which then compress the metal from point IV to point II. If the metal does not meet with the parts of pair 1 at point IV, and this depends on the ratio of the eccentrics l ₂ and l ₂ ¹ , then such a meeting necessarily takes place at point I. During this time, the metal’s downward movement is l ₂ ¹ . The most rational from the point of view of installation performance in self-feeding is the metal meeting with the parts of pair 1 at point IV and its subsequent compression to point II. In this case, the parts of the pair 2 slip over the metal from point IV to point II, and then, when the parts of the pair 1 diverge, they are fed downward from point II to point IV, i.e. by the value of 2l ₂ ¹ . The magnitude of the eccentricity l ₂ ¹ can be determined from the geometric construction (figure 5).

Пусть в точке II правая часть пары 1 занимает положение, показанное сплошной линией. При повороте эксцентрика среднего участка из точки II в точку IV правая часть занимает положение, обозначенное пунктирной линией. (Вблизи конусного участка можно положить, что движение точек частей пары 1 осуществляется по круговой траектории). Тогда точки а и b, находящиеся на поверхности правой части пары 1, занимают соответственно положения а и b. Величина ab¹ составляет возможную подачу закристаллизовавшегося металла частями пары 2
ab¹ bb¹/tg γ, где bb¹ 2l₂, ab¹ 2l₂ ¹,
значит
2l₂ ¹ 2l₂/tg γ
l₂₁ l₂/tgγ
Пример: l₂ 5 мм, γ 15^о,
тогда l₂ ¹ 18,6 мм.Suppose that at point II the right-hand side of pair 1 occupies the position shown by a solid line. When turning the eccentric of the middle section from point II to point IV, the right side occupies the position indicated by the dashed line. (Near the conical section, we can assume that the motion of the points of the parts of the pair 1 is carried out along a circular path). Then the points a and b located on the surface of the right side of the pair 1 occupy the positions a and b, respectively. The value of ab ¹ is the possible supply of crystallized metal parts of a pair of 2
ab ¹ bb ¹ / tg γ, where bb ¹ 2l ₂ , ab ¹ 2l ₂ ¹ ,
mean
2l ₂ ¹ 2l ₂ / tg γ
l ₂₁ l ₂ / tgγ
Example: l ₂ 5 mm, γ 15 ^about ,
then l ₂ ¹ 18.6 mm.

Если число оборотов приводных эксцентриковых валов составляет 300 об/мин, то скорость V выхода металла из кристаллизатора составит V 2l₂ ¹ n 11,1 м/мин.If the number of revolutions of the drive eccentric shafts is 300 rpm, then the velocity V of the metal exit from the mold will be V 2l ₂ ¹ n 11.1 m / min.

Claims

1. DEVICE FOR CONTINUOUS CASTING OF PREPARATIONS, comprising a prefabricated mold, consisting of four longitudinally arranged pairwise longitudinal working walls, the first pair of working walls being made with expanded upper and vertical lower sections of the working surface, characterized in that each of the working walls of the first pair is fixed to two eccentric parallel horizontal shafts with a synchronous drive for moving them, and each of the working walls of the second pair is mounted on the drive eccentric shaft with the possibility committing a phase-shifted to the first pair of reciprocating motion.

2. The device according to claim 1, characterized in that the drive eccentric shaft has three sections along the length, the last of which are made with an eccentric rotated by 90 ^° relative to the middle section.

3. The device according to claim 1, characterized in that the extreme sections of the drive eccentric shaft have an eccentricity
e = e ₁ / tgγ,
where e _{1 is the} eccentricity of the middle section of the shaft,
γ the angle of inclination of the upper portion of the working wall of the mold.