RU2000166C1

RU2000166C1 - Device for supplying metal to crystallizer

Info

Publication number: RU2000166C1
Authority: RU
Inventors: Борис Ильич Резник; Аркадий Мордухович Кац; Виталий Федорович Запорожец
Priority date: 1992-07-21
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 1993-09-07

Abstract

Устройство дл подвода металла в кристаллизатор содержит литейную трубку, установленную в промежуточной емкости, и вертикальный погружной стакан, имеющий внутренний канал с расширением на входе и выходе отверсти в нижней части. В устройстве нижн часть стакана- выполнена в виде горизонтально расположенного метал- лораспределител с выходными отверсти ми в днище, при этом стакан закреплен на стенках кристаллизатора, причем длина ме- таллораспределител составл ет 0,4-0.8 длины кристаллизатора, а соотношение площадей поперечных сечений внутреннего канала стакана в нижней части и на входе металлораспределител и выходных отверстий равно 1:(2...7) : (1.0...1,5) : (1,0...2,0). 3 ил., 1 табл.A device for supplying metal to the mold comprises a casting tube mounted in an intermediate container and a vertical immersion nozzle having an internal channel with an expansion at the entrance and exit of the hole in the lower part. In the device, the lower part of the cup is made in the form of a horizontally arranged metal distributor with outlet openings in the bottom, while the cup is fixed to the walls of the mold, the length of the metal distributor being 0.4-0.8 length of the mold, and the ratio of the cross-sectional areas of the inner the channel of the glass in the lower part and at the inlet of the metal distributor and the outlet is 1: (2 ... 7): (1.0 ... 1.5): (1.0 ... 2.0). 3 ill., 1 tab.

Description

Изобретение относитс к металлургии, в частности к устройствам дл подвода металла в кристаллизатор при непрерывном литье тонких плоских слитков из т желых цветных металлов и сплавов.The invention relates to metallurgy, in particular, to devices for supplying metal to a mold during continuous casting of thin flat ingots of heavy non-ferrous metals and alloys.

Известен погружной металлопровод дл ввода расплава в кристаллизатор дл лить металлической полосы, который выполнен в виде трубы с отверсти ми в направлении к узким стенкам кристаллизатора .A submersible metal wire is known for introducing a melt into a mold for casting a metal strip, which is made in the form of a pipe with holes in the direction to the narrow walls of the mold.

Металлопровод предназначен дл подачи металла в кристаллизатор с воронкообразным расширением рабочей полости в верхней части.The metal wire is designed to supply metal to the mold with a funnel-shaped expansion of the working cavity in the upper part.

Указанна конструкци не обеспечивает равномерного подвода металла по длине кристаллизатора. Струи, вытекающие из горизонтально расположенных отверстий, размывают затвердевшую корочку слитка.Said construction does not provide a uniform supply of metal along the length of the mold. The jets flowing from horizontally located holes erode the hardened crust of the ingot.

особенно у узких стенок кристаллизатора, что приводит к ухудшению качества поверхности слитка (по влению надрывов и наплывов металла). Кроме того, при использовании воронкообразного кристаллизатора имеетс возможность зависани и обрыва корочки формирующегос слитка на конусном участке кристаллизатора, т.е. не обеспечиваетс стабильного получени качественной заготовки.especially at narrow walls of the mold, which leads to a deterioration in the quality of the surface of the ingot (by the appearance of tears and influxes of metal). In addition, when using a funnel-shaped mold, it is possible to freeze and break the crust of the forming ingot on the conical portion of the mold, i.e. stable production of a quality workpiece is not ensured.

Известно стопорно-разливочное устройство дл подвода металла в кристаллизатор , содержащее стопор, литейную трубку, установленные в миксере, и металлорас- пределитель, в днище которого выполнены отверсти дл выхода металла в кристаллизатор, а металлооаспределитель снабжен съемными т гами, св занными с миксером.A stopper-casting device is known for supplying metal to a mold containing a stopper, a casting tube mounted in a mixer, and a metal distributor, in the bottom of which there are holes for the metal to exit to the mold, and the metal distributor is provided with removable rods connected to the mixer.

ОABOUT

Указанна конструкци предназначена дл лить крупных слитков и жестко св зана с миксером. При такой конструкции возникает трудность ввода разливочного устройства в рабочую полость кристаллизатора при литье тонких слитков при наклоне миксера и не обеспечиваетс строга центровка металло- распредел ител в рабочей полости кристаллизатора . Нарушение центровки, особенно при литье тонких слитков, приводит к неравномерному распределению металла за счет смещени струй расплава к одной из широких стенок кристаллизатора, размыванию корочки слитка и образованию поверхностных дефектов в виде наплывов и прорывовSaid structure is intended for casting large ingots and is rigidly connected to the mixer. With such a design, it becomes difficult to introduce the casting device into the working cavity of the mold when casting thin ingots when the mixer is tilted, and the metal distribution in the working cavity of the mold is not strictly centered. Violation of the alignment, especially when casting thin ingots, leads to an uneven distribution of the metal due to the displacement of the jets of the melt to one of the wide walls of the mold, erosion of the crust of the ingot and the formation of surface defects in the form of flows and breaks

Известно устройство дл подвода металла в кристаллизатор, содержащее литейную трубку, установленную в ковше, вертикальный погружной стакан, имеющий внутренний канал с расширением в верхней части на входе и выходные отверсти в нижней его части, имеющей внутреннюю щель в направлении узких стенок кристаллизатора . Верхн часть стакана жестко соединена с ковшом. Нижн часть стакана, котора погружена в металл в кристаплизаторе, имеет толщину 30 мм, ширину 300 мм, выходные отверсти шириной 10 мм.A device is known for supplying metal to a mold, comprising a casting tube mounted in a ladle, a vertical immersion nozzle having an inner channel with expansion in the upper part at the inlet and outlet openings in its lower part having an internal slot in the direction of the narrow walls of the mold. The upper part of the glass is rigidly connected to the bucket. The lower part of the cup, which is immersed in the metal in the cristallizer, has a thickness of 30 mm, a width of 300 mm, and outlet openings 10 mm wide.

Устройство предназначено дл подвода металла в кристаллизатор при получении тонких стальных слитков сечением 60 х 1200 ммThe device is designed to supply metal to the mold upon receipt of thin steel ingots with a cross section of 60 x 1200 mm

Недостатком данного устройства ол етс то. что оно не обеспечивает равномерности подвода металла по поперечному сечению кристаллизатора из за отсутстви рассредоточенна подаваемой струи. Струи метал та. направленные к узким стенкам кристаллизатора, размывают -формующуюс корочку слиткз и ухудшают качество поверхности и структуру слитка, особенно при литьэ тонких слитков из т желых цветных металлов и сплавов,The disadvantage of this device is that. that it does not ensure uniformity of metal supply over the cross-section of the mold due to the absence of a dispersed feed stream. Metal jets. directed towards the narrow walls of the mold, erode the forming molten crust of the ingots and worsen the surface quality and structure of the ingot, especially when casting thin ingots of heavy non-ferrous metals and alloys,

Кроме того, в рассмотренных конструкци х разгивочные системы жестко св заны с промежуточными разливочными емкост ми (ковшами, миксерами) При литье т желых цветных металлоо и сплавов расплав подаетс в кристаллизатор из разливочной коробки поворотного миксера а внод рачлп- вочной системы о рабочую полость кристал лизатора осуществл етс поворотом миксера вокруг продольной оси Поэтому при литье тонких плоских СЛИТКОР из т желых цветных металлов трудно осуществить ввод указанных разливочных устройств же стко св занных с миксером, при его попоро- тс п рабочую полость крист ллиз-чтораIn addition, in the constructions considered, the reconnaissance systems are rigidly connected with intermediate casting tanks (ladles, mixers). When casting heavy non-ferrous metal and alloys, the melt is fed into the mold from the casting box of the rotary mixer and the input of the leveling system about the working cavity of the mold is carried out by turning the mixer around the longitudinal axis. Therefore, when casting thin flat SLITKOR from heavy non-ferrous metals, it is difficult to introduce the indicated casting devices, which are also strictly connected to the mixer, and its port n working cavity krist liz-kotra

Повышаетс опасность разрушени разливочной системы, что требует остановки процесса и снижает производительность, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству и прин тым в качествеThe risk of destruction of the casting system increases, which requires a shutdown of the process and reduces productivity, the closest in technical essence and the achieved result to the proposed device and accepted as

прототипа вл етс устройство из источникаprototype is a source device

Предлагаемое изобретение позвол ет повысить качество тонких плоских слитков из т желых цветных металлов и сплавов,.The present invention improves the quality of thin flat ingots of heavy non-ferrous metals and alloys.

увеличить выход годного и производительность процесса непрерывного лить .increase yield and continuous casting process productivity.

Указанный технический результат достигаетс в конструкции устройства дл подвода в кристаллизатор, содержащего ли5 тейную трубку, установленную в промежуточной емкости, вертикальный погружной стакан, имеющий внутренний канал с расширением на входе, и выходные отверсти в нижней части, в котором нижн частьThe specified technical result is achieved in the design of the device for feeding into the mold, containing a casting tube mounted in an intermediate tank, a vertical immersion nozzle having an internal channel with expansion at the inlet, and outlet openings in the lower part, in which the lower part

0 стакана выполнена в виде горизонтально расположенного металлораспределител с выходными отверсти ми в днище, при этом стакан закреплен на стенках кристаллизатора , причем длина металлораспределител 0 cups are made in the form of a horizontally arranged metal distributor with outlet openings in the bottom, while the cup is mounted on the walls of the mold, the length of the metal distributor

5 составл ет 0,4-0,8 длины поперечного сечени рабочей полости кристаллизатора, а соотношение площадей попер ечных сечений внутреннего канала стакана в нижней части и на иходе. металлораспределител и5 is 0.4-0.8 of the cross-sectional length of the working cavity of the mold, and the ratio of the cross-sectional areas of the inner channel of the cup in the lower part and in the outlet. metal distributor and

0 выходных отверстий равно 1 (2. .7) : (1 0..1 5): (1,0 ..2,0)0 outlets is 1 (2. .7): (1 0..1 5): (1.0 ..2.0)

В патентной и научно-технической литературе не обнаружено технических решений , содержащих признаки, аналогичныеIn the patent and scientific and technical literature, no technical solutions were found containing signs similar to

5 отличительным от прототипа признакам за вл емого технического решени . Следовательно , предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень5 distinctive features of the prototype of the claimed technical solution. Therefore, the proposed solution has an inventive step

На фиг.1 показано устройство дл под9вода металла, на фиг 2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.З - разрез Б-R на фиг.2.Fig. 1 shows a device for supplying metal; Fig. 2 is a section AA in Fig. 1; Fig. 3 is a section B-R in Fig. 2.

Устройство дл подвода металла в кри- стг,ллиэатор 1 содержит литейную трубку 2 с коышкой 3, установленную в разливочной 5 юробке миксера 4, оертикальный погружной гтакан 5, нижн часть которого выполнена в виде горизонтально расположенного металлораспределител 6 с выходными от- оергги ми 7 в днище Внутренний каналA device for supplying metal to crystal, the die 1 includes a casting tube 2 with a lug 3, mounted in the casting 5 trough of the mixer 4, an vertical immersion gtakan 5, the lower part of which is made in the form of a horizontally located metal distributor 6 with outlet outlets 7 in bottom Inner channel

0стакана 5 имеет расширение 8 в верхней части на пходе Стакан 5 жестко крепитс на сменках кристаллизатора 1 с помощью резь- босых штырей с фиксаторами 9, стопорных гаек 10 и стоек 11.0 glass 5 has an extension 8 in the upper part of the passage Glass 5 is rigidly attached to the mold 1 shifts with the help of threaded pins with locks 9, lock nuts 10 and racks 11.

5Длина металлораспределител h coоавл ет 0,4-0,8 длины I поперечного сечени рабочей полости кристаллизатора, а соотношение ппош дей поперечных сече- кии внутреннего канала стакана в нижней части и на коде метллппрлгпррдолеител 5 The length of the metal distributor h is 0.4-0.8 of the length I of the cross section of the working cavity of the mold, and the ratio of the cross sections of the inner channel of the cup in the lower part and on the code

и выходных отверстий равно 1 : (2...7) : (1,0...1.5): (1,0...2.0).and the outlet is 1: (2 ... 7): (1.0 ... 1.5): (1.0 ... 2.0).

Устройство дл подвода металла п кристаллизатор работает следующим образом. Перед началом лить миксер с литейной трубкой и крышкой наход тс в подн том положении, а вертикальный погружной стакан с горизонтальным металлораспредели- телем нагреваетс до 700-900°С. Затем стакан с металлораспределителем устанавливаютс в рабочее положение - на необходимую глубину от верхнего среза кристаллизатора, строго параллельно и на равном рассто нии от широких стенок кристаллизатора с помощью резьбовых штырей , стопорных гаек и стоек. Одновременно с окончанием фиксации производитс наклон миксера в рабочее положение, в ходе которого нижний конец трубки сходит в расширенную верхнюю полость стакана, а крышка укрывает его. Открытием стопорных устройств миксера осуществл етс подача металла в разливочную систему и кристаллизатор. После подьема уровн металла выше металлораспределителл включаетс выт гивающий механизм установки непрерывного лить и регулированием скорости выт гивани и расхода металла с помощью стопорных устройств этот уровень расплава поддерживаетс в оптимальном положении.A device for supplying metal and a crystallizer operates as follows. Before starting to pour the mixer with a casting tube and a lid are in the raised position, and a vertical immersion bowl with a horizontal metal distributor is heated to 700-900 ° C. Then, the cup with the metal distributor is installed in the working position - to the required depth from the upper cut of the mold, strictly parallel to and at an equal distance from the wide walls of the mold using threaded rods, lock nuts and racks. Simultaneously with the end of fixation, the mixer is tilted to the working position, during which the lower end of the tube comes into the expanded upper cavity of the glass and the lid covers it. By opening the locking devices of the mixer, metal is fed into the casting system and the mold. After raising the level of the metal above the metal distributor, the extrusion mechanism of the continuous casting system is activated and the rate of extraction of the metal and flow rate of the metal by means of stopping devices controls this melt level in an optimal position.

Разработанна конструкци разливочного устройства обеспечивает равномерную подачу металла в кристаллизатор, равномерное затвердевание корочки по периметру кристаллизатора и получение слитка с однородной мелкозернистой структурой. Строга фиксаци металлорас- пределител в рабочей полости кристаллизатора , заданное соотношение внутренних каналов и отверстий, строго вертикальное направление выход щих потоков металла предотвращают местные размывани корочки формирующего слитка и, тем самым, обеспечивают получение качественной поверхности получаемой заготовки, что особенно важно при литье тонких слитков из т желых цветных металлов и сплавов. Конструкци обеспечивает как стабильное начало процесса, так и его ведение на рабочих режимах без опасности перемерзани металла в каналах разливочной системы.The developed design of the casting device provides a uniform supply of metal to the mold, uniform solidification of the crust along the perimeter of the mold and obtaining an ingot with a uniform fine-grained structure. The strict fixation of the metal distributor in the working cavity of the mold, the predetermined ratio of the internal channels and holes, the strictly vertical direction of the outgoing metal flows prevent local erosion of the crust of the forming ingot and, thus, provide a high-quality surface of the obtained workpiece, which is especially important when casting thin ingots from heavy non-ferrous metals and alloys. The design provides both a stable start of the process and its conduct in operating conditions without the danger of freezing of metal in the channels of the casting system.

При испытани х при литье полосовых заготовок из латуни Л90 сечением 45 х 600 мм была получена полосова заготовка с качественной поверхностью и структурой.In tests when casting strip billets from L90 brass with a cross section of 45 x 600 mm, a strip billet with a high-quality surface and structure was obtained.

Стабильный процесс получени качественной полосопой заготовки, который обеспечиваетс применением предлагаемого устройства дл подачи металла в кристаллизатор , позвол ет увеличить выход годного и производительность процесса лить за счет снижени бракэ по качеству поверхности и плотности слитка и снижени потерь време5 ни при замене разливочной системы, что особенно важно дл работы совмещенных литейно-прокатных агрегатов.The stable process of obtaining a high-quality strip of the workpiece, which is provided by the use of the proposed device for feeding metal into the mold, allows to increase the yield and the productivity of the casting process by reducing the reject on the surface quality and density of the ingot and reducing time losses5 when replacing the casting system, which is especially important for operation of combined casting and rolling units.

Выбор соотношени площадей поперечных сечений определ етс следующимиThe choice of the ratio of the cross-sectional areas is determined by the following

10 соображени ми:10 considerations:

-уменьшение соотношени площадей поперечных сечений каналов стакана в нижней и верхней вертикальных част х, метал- лорзспределител и выходных отверстий до-decrease in the ratio of the cross-sectional areas of the canal channels in the lower and upper vertical parts, the metal distributor and the outlet openings to

5 1: 2: 1: 1 приводит к увеличению турбули- зации выход щих струй металла и к снижению равномерности формировани корочки слитка по периметру кристаллизатора, либо к возникновению аварийной ситуации из-за5 1: 2: 1: 1 leads to an increase in turbulization of the outgoing jets of metal and to a decrease in the uniformity of the formation of an ingot crust along the perimeter of the mold, or to an emergency due to

0 переполнени металла в стакане:0 overflow of metal in a glass:

-увеличение соотношений площадей поперечных сечений каналов стакана в нижней и верхней вертикальных част х, метал- лораспределител и выходных отверстий до-increase in the ratio of the cross-sectional areas of the canal channels in the lower and upper vertical parts, the metal distributor and the outlet openings to

5 1: 7 : 1,5 : 2 приводит к незаполненности каналов литниковой системы и, в результате , к захвату потоками металла газов и ухудшению качества отливки из-за образовани газо-усадочной пористости.5 1: 7: 1,5: 2 leads to the incompleteness of the channels of the gate system and, as a result, to the capture of gases by the metal flows and the deterioration of the quality of the casting due to the formation of gas-shrink porosity.

0Выбор соотношени длины металлораспределител и длины поперечного сечени рабочей полости кристаллизатора определ етс следующими соображени ми:The choice of the ratio of the length of the metal distributor and the length of the cross section of the working cavity of the mold is determined by the following considerations:

-уменьшение соотношени менее 0,4 5 при литье тонких плоских слитков снижает- a decrease in the ratio of less than 0.4 to 5 when casting thin flat ingots reduces

равномерность подвода металла, ухудшает качество слитка;uniformity of metal supply, worsens the quality of the ingot;

-увеличение соотношени более 0,8 ухудшает услови формировани поверхно0 сти слитка, приводит к образованию грубой складчатости, затрудн ет фиксацию разливочной системы относительно стенок кристаллизатора , что снижает выход годного и производительность.-increasing the ratio of more than 0.8 worsens the conditions for forming the surface of the ingot, leads to the formation of rough folding, makes it difficult to fix the casting system relative to the walls of the mold, which reduces the yield and productivity.

5Результаты испытаний известной и5 Test results of the known and

предлагаемой конструкций представлены в табпице.The proposed designs are presented in the table.

Как видно из результатов таблицы, при соотношении площадей поперечных сече0 ний внутреннего канала стакана, металло- распределител и выходных отверстий в пределах 1 : (2...7): (1...1.5): (1...2), при соотношении длины металлораспределител к длине поперечного сечени рабочей по5 лости кристаллизатора от 0,4 до 0,8 обеспечиваетс получение качественной поверхности, структуры, высокий выход годного и производительность процесса.As can be seen from the results of the table, when the ratio of the cross-sectional areas of the inner channel of the glass, the metal distributor and the outlet openings is within 1: (2 ... 7): (1 ... 1.5): (1 ... 2), with a ratio of the length of the metal distributor to the cross-sectional length of the working cavity of the mold from 0.4 to 0.8, a quality surface, structure, high yield and process productivity are obtained.

При выходе за предельные значени конструктивных параметров предлагаемойWhen going beyond the limit values of the design parameters of the proposed

системы ухудшаетс качество поверхности и структура металла слитка, снижаетс выход годного и производительность процесса .of the system, the surface quality and structure of the metal of the ingot deteriorate, the yield and process productivity are reduced.

Таким образом, разработанное устройство дл подвода металла в кристаллизаторе при литье тонких плоских слитков из т желых цветных металлов и сплавов обеспечивает улучшение структуры, качества поверхности получаемых заготовок, не требующих предварительной фрезеровки перед последующей пластической деформацией, увеличение выхода годного и производительности установок непрерывного лить .Thus, the developed device for supplying metal in the mold when casting thin flat ingots of heavy non-ferrous metals and alloys improves the structure, surface quality of the resulting workpieces that do not require preliminary milling before subsequent plastic deformation, and increase the yield and productivity of continuous casting plants.

Ожидаемый экономический эффект от использовани изобретени составит около 100 руб/т-.The expected economic benefit from the use of the invention will be about 100 rub / t-.

00

55

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A device for supplying metal to a mold comprising a casting tube mounted in an intermediate container, a vertical immersion nozzle having an internal channel with expansion at the inlet and outlet openings in the lower part, characterized in that the glass is fixed to the walls of the mold and its lower part made in the form of a horizontal metal distributor with outlet openings in the bottom, the length of which is 0.4-0.8 lengths of the mold, while the ratio of the areas transverse to cheny nozzle channel at the bottom and at the input and output was metalloraspredelitel holes is 1: (2-7): (1.0-1.5): (1.0-2.0).

FIG.

Aa

L

e

Fig.Z

Figure 2