RU2177858C1

RU2177858C1 - Device for strip continuous casting

Info

Publication number: RU2177858C1
Application number: RU2001111461A
Authority: RU
Inventors: А.И. Майоров; В.В. Егоров; Б.А. Коротков
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-01-10

Abstract

FIELD: metallurgy; applicable in strip continuous casting with use of two-roll continuous casting machines. SUBSTANCE: device has a refractory nozzle installed between rolls at equal distance. The nozzle wall has slot-like outlet holes directed to limiting plates. The nozzle is installed with displacement of center of sections of outlet holes downward relative to center of profile formed by curves of roll working surfaces, line running through roll axes, and line tangent to roll surfaces in upper point. Said displacement amounts to 0.25-0.05 roll diameter. The nozzle wall may have one pair of slot-like holes parallel to nozzle longitudinal axis or two pairs of holes symmetrical to nozzle longitudinal axis with an angle between axes of their sections of 45-90 deg. In the first case, nozzle bottom may have additional pair of slot-like holes perpendicular to holes in nozzle wall. Such location of nozzle and holes in it ensures uniform distribution of metal flow in mold, stable casting process and, consequently, high quality of castings. EFFECT: improved design. 5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее, к устройствам для непрерывного литья полосы с использованием двухвалковой МНЛЗ. The invention relates to the field of metallurgy, and more particularly, to devices for continuous casting of a strip using two-roll continuous casting machine.

Известно устройство для непрерывного литья полосы, содержащее вращающиеся водоохлаждаемые валки с торцевыми ограничительными пластинами и установленный между валками на равном расстоянии огнеупорный стакан с подводящим каналом и дном и, по меньшей мере, парой выходных отверстий, выполненных в его стенке, в котором канал стакана имеет прямоугольное поперечное сечение, а отверстия выполнены симметрично продольной оси стакана в перпендикулярном к рабочим поверхностям валков направлении, при этом количество отверстий выбрано из условия равномерной подачи металла по всей длине валков (DE 19740536, B 22 D 11/06, 15.09.1997г. ). A device for continuous casting of a strip is known, comprising rotating water-cooled rolls with end restrictive plates and a refractory cup with a feed channel and a bottom and at least a pair of outlet openings made in its wall, in which the cup channel has a rectangular the cross section, and the holes are made symmetrically to the longitudinal axis of the glass in the direction perpendicular to the working surfaces of the rolls, while the number of holes is selected from the condition uniform supply of metal along the entire length of the rolls (DE 19740536, B 22 D 11/06, 09/15/1997).

Недостатком известного устройства является ограниченная область его применения из-за больших размеров огнеупорного стакана, что обусловливает трудности с организацией защиты металла от вторичного окисления и с обслуживанием и заменой стакана в процессе разливки. Кроме того, устройство характеризуется низкой надежностью процесса литья из-за "зарастания" выходных отверстий стакана, поскольку из-за необходимости большого количества отверстий их диаметр должен быть небольшим. A disadvantage of the known device is the limited scope of its application due to the large size of the refractory cup, which makes it difficult to organize the protection of the metal from secondary oxidation and to maintain and replace the cup during casting. In addition, the device is characterized by low reliability of the casting process due to the "overgrowth" of the outlet openings of the glass, since due to the need for a large number of holes, their diameter should be small.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для непрерывного литья полосы, содержащее вращающиеся водоохлаждаемые валки с торцевыми ограничительными пластинами и установленный между валками на равном расстоянии огнеупорный стакан с подводящим каналом и дном и, по меньшей мере, парой выходных отверстий, выполненных в его стенке, в котором дополнительно содержится металлоприемник, выполненный в виде контактирующих с ограничительными пластинами поперечных и контактирующих с валками продольных огнеупорных плит, а отверстия в стенке стакана выполнены овальными в направлении к поперечным плитам металлоприемника (DE 4240931 B 22 D 11/06, 4.12.1992 г. ). The closest in technical essence and the achieved result is a device for continuous casting of a strip containing rotating water-cooled rolls with end restrictive plates and a refractory cup installed between the rolls at equal distance with a feed channel and a bottom and at least a pair of outlet openings made in it the wall, which additionally contains a metal detector, made in the form of longitudinal and contacting with restrictive plates transverse and longitudinally contacting with rollers refractory plates, and the holes in the wall of the glass are oval in the direction of the transverse plates of the metal receiver (DE 4240931 B 22 D 11/06, December 4, 1992).

Недостатком прототипа является его сложность из-за наличия дополнительного узла - металлоприемника и низкие надежность процесса литья и качество полосы из-за раскрытия стыков между плитами металлоприемника и валками кристаллизатора и последующего "подвисания" формирующихся корочек полосы. Кроме того, овальный профиль выходных отверстий стакана обуславливает интенсивную циркуляцию металла и у поверхностей валков, что приводит к неравномерности толщины затвердевающих корочек полосы и появлению утяжин и трещин. The disadvantage of the prototype is its complexity due to the presence of an additional node - a metal receiver and low reliability of the casting process and the quality of the strip due to the disclosure of the joints between the plates of the metal receiver and the rolls of the mold and the subsequent "suspension" of the formed crusts of the strip. In addition, the oval profile of the outlet openings of the glass causes an intensive circulation of the metal at the surfaces of the rolls, which leads to uneven thicknesses of the hardening crusts of the strip and the appearance of sags and cracks.

Технический результат изобретения заключается в упрощении устройства и повышении надежности процесса литья и качества полосы. The technical result of the invention is to simplify the device and increase the reliability of the casting process and the quality of the strip.

Результат достигают тем, что в известном устройстве для непрерывного литья полосы, содержащем вращающиеся водоохлаждаемые валки с торцевыми ограничительными пластинами и установленный между валками на равном расстоянии огнеупорный стакан с подводящим каналом и дном и, по меньшей мере, парой выходных отверстий, выполненных в его стенке, согласно изобретению выходные отверстия в стенке стакана выполнены щелевидными и направлены к ограничительным пластинам, при этом стакан установлен между валками со смещением центра сечений выходных отверстий относительно центра профиля, образованного дугами рабочих поверхностей валков и двумя горизонтальными линиями, одна из которых проходит через оси валков, а другая касательна к их поверхностям в верхней точке, вниз на 0,25-0,05 диаметра валка. В стенке стакана выполнена одна пара щелевидных отверстий, параллельных продольной оси стакана, а в его дне - одна пара щелевидных отверстий, большие оси сечений которых перпендикулярны большим осям сечений отверстий в стенке стакана; в стенке стакана выполнены две пары щелевидных отверстий, симметричных продольной оси стакана с углом между большими осями их сечений 45-90^o; в стенке и дне стакана выполнены соответственно две и одна пара щелевидных отверстий.The result is achieved in that in the known device for continuous casting of a strip containing rotating water-cooled rolls with end restrictive plates and installed between the rolls at an equal distance, a refractory cup with a supply channel and a bottom and at least a pair of outlet openings made in its wall according to the invention, the outlet openings in the wall of the glass are slit-like and directed towards the restrictive plates, while the glass is installed between the rollers with a displacement of the center of the sections of the output holes relative to the center of the profile formed by arcs of the working surfaces of the rolls and two horizontal lines, one of which passes through the axis of the rolls, and the other is tangent to their surfaces at the upper point, down 0.25-0.05 of the diameter of the roll. One pair of slit-like openings parallel to the longitudinal axis of the beaker is made in the glass wall, and one pair of slit-like openings in its bottom, the large axes of the cross sections of which are perpendicular to the large axes of the cross sections of the openings in the glass wall; in the wall of the glass there are two pairs of slit-like openings symmetrical to the longitudinal axis of the glass with an angle between the major axes of their sections 45-90 ^o ; two and one pair of slit-like holes are made in the wall and bottom of the glass, respectively.

Заявленная совокупность признаков, а именно: профиль сечения выходных отверстий стакана, их количество, положение стакана относительно валков, взаимосвязь выходных отверстий в стенке и дне и их направлений позволяет обеспечить надежный процесс литья и высокое качество полосы без использования металлоприемника за счет распределения металла в ванне валкового кристаллизатора в горизонтальном и вертикальном направлениях с равным удалением горизонтальных струй от валков и подводом вертикальных струй к оболочкам полосы в наиболее удаленной точке и максимально возможным гашением кинетической энергии металла при его подводе плоскими струями, а для горизонтальных струй - и при его подводе в центр профиля продольного сечения ванны, исключающих образование заплесков и трещин на поверхности полосы. The claimed combination of features, namely: the cross-sectional profile of the glass outlet openings, their number, position of the glass relative to the rolls, the relationship of the outlet openings in the wall and the bottom and their directions allows for a reliable casting process and high quality of the strip without using a metal receiver due to the distribution of metal in the roller bath mold in horizontal and vertical directions with equal removal of horizontal jets from the rolls and the supply of vertical jets to the shell of the strip at the most distant point and the maximum possible quenching of the kinetic energy of the metal when it is supplied by flat jets, and for horizontal jets, and when it is fed into the center of the profile of the longitudinal section of the bath, eliminating the formation of splashes and cracks on the strip surface.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображена часть устройства для литья узкой полосы, а на фиг. 2 - погружной стакан, поперечные сечения; на фиг. 3 и 4 показаны варианты погружных стаканов для литья полосы других размеров, а на фиг. 5 - сечение стакана фиг. 4. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 schematically depicts a portion of a narrow strip casting device, and FIG. 2 - a submersible glass, cross sections; in FIG. 3 and 4 show variants of immersion nozzles for casting strips of other sizes, and in FIG. 5 is a sectional view of the cup of FIG. 4.

Устройство для непрерывного литья узкой полосы (фиг. 1) содержит вращающиеся водоохлаждаемые валки 1 с торцевыми ограничительными пластинами 2, образующими емкость для металла - кристаллизатор 3, и установленный между валками и на равном расстоянии огнеупорный стакан 4 с подводящим каналом 5 и дном и парными щелевидными выходными отверстиями 6, выполненными в его стенке параллельно продольной оси стакана и направленными под прямым углом к ограничительным пластинам. В дне стакана дополнительно выполнена пара щелевидных отверстий 7 (фиг. 2), большие оси сечений которых составляют прямой угол с большими осями сечений отверстий в стенке стакана. Стакан установлен между валками со смещением центра С₂ сечений выходных отверстий относительно центра C₁ профиля, образованного дугами ас и bd рабочих поверхностей валков и двумя горизонтальными линиями, одна из которых проходит через оси валков (cd), а другая касательна к их поверхностям в верхней точке (ab), вниз на 0,25-0,05 диаметра валка (Δс).A device for continuous casting of a narrow strip (Fig. 1) contains rotating water-cooled rolls 1 with end restrictive plates 2 forming a metal container — a mold 3, and a refractory cup 4 between the rolls and at equal distance with the inlet channel 5 and the bottom and paired slit-like output holes 6 made in its wall parallel to the longitudinal axis of the glass and directed at right angles to the restrictive plates. In the bottom of the glass, a pair of slit-like openings 7 is additionally made (Fig. 2), the large axis of the sections of which make a right angle with the large axis of the cross-sections of the holes in the wall of the glass. The glass is installed between the rolls with a center offset C ₂ of the outlet cross sections relative to the center C _{1 of the} profile formed by the arcs ac and bd of the working surfaces of the rolls and two horizontal lines, one of which passes through the axis of the rolls (cd), and the other is tangent to their surfaces in the upper point (ab), down 0.25-0.05 of the diameter of the roll (Δс).

На фиг. 3 показан вариант погружного стакана с V-образным расположением выходных отверстий в его стенке. Отверстия выполнены симметрично продольной оси стакана с пересечением больших осей их сечений под углом α = 45-90^o. Величина угла выбирается исходя из условия симметричного положения щелевого отверстия относительно нормали к большой оси его сечения из центра ближайшего валка, что обеспечивает равноудаленность истекающей из отверстия струи от формирующейся оболочки полосы. Такой стакан предназначен для литья широкой полосы.In FIG. 3 shows a variant of a submersible nozzle with a V-shaped arrangement of outlet openings in its wall. The holes are made symmetrically to the longitudinal axis of the glass with the intersection of the major axes of their sections at an angle α = 45-90 ^o . The angle value is selected based on the condition of the symmetrical position of the slit hole relative to the normal to the major axis of its section from the center of the nearest roll, which ensures equidistance of the jet flowing from the hole from the forming strip shell. This glass is designed for casting a wide strip.

На фиг. 4 и 5 показан вариант стакана с V-образным расположением выходных отверстий в стенке и щелевидными отверстиями в дне, т. е. комбинация предыдущих вариантов. Стакан рекомендуется использовать для получения полосы средней ширины. In FIG. 4 and 5 show a variant of a cup with a V-shaped arrangement of outlet openings in the wall and slit-like openings in the bottom, i.e., a combination of the previous options. It is recommended to use a glass to obtain a strip of medium width.

Устройство работает следующим образом. В установленный в кристаллизаторе 3, образованном поверхностями валков 1 и пластин 2, огнеупорный стакан 4 подают металл, который через подводящий канал 5 поступает к щелевидным выходным отверстиям 6 в стенке и отверстиям 7 в дне стакана и распределяется ими в кристаллизаторе плоскими струями соответственно горизонтально по центру инерции продольного сечения жидкой фазы полосы и вертикально посредине валков, т. е. металл равномерно распределяется в жидкой фазе полосы с обеспечением максимального гашения его кинетической энергии. The device operates as follows. In the refractory cup 4 mounted in the mold 3, formed by the surfaces of the rolls 1 and plates 2, metal is fed, which through the inlet channel 5 enters the slit-like outlet openings 6 in the wall and the openings 7 in the bottom of the cup and is distributed by the flat jets in the mold respectively horizontally in the center thereof inertia of the longitudinal section of the liquid phase of the strip and vertically in the middle of the rolls, i.e., the metal is evenly distributed in the liquid phase of the strip with the maximum extinction of its kinetic energy.

В случае использования погружного стакана варианта, показанного на фиг. 3, металл распределяется в кристаллизаторе только горизонтальными плоскими струями, касательными к квазистантам из осей валков около центра инерции продольного сечения жидкой фазы полосы. In the case of using the immersion nozzle of the embodiment shown in FIG. 3, the metal is distributed in the mold only by horizontal plane jets tangential to quasistants from the axis of the rolls near the center of inertia of the longitudinal section of the liquid phase of the strip.

В варианте использования погружного стакана, показанного на фиг. 4 и 5, металл распределяется в кристаллизаторе плоскими струями горизонтально аналогично варианту, показанному на фиг. 3, и вертикально аналогично варианту, показанному на фиг. 1 и 2. In the use case of the immersion nozzle shown in FIG. 4 and 5, the metal is distributed in the mold by plane jets horizontally similarly to the embodiment shown in FIG. 3, and vertically, similarly to the embodiment shown in FIG. 1 and 2.

Равномерное распределение потоков металла в кристаллизаторе с их размещением на равном удалении от оболочек, направление части потоков по центру инерции профиля жидкого металла и протяженные пути остального металла исключают размывание оболочки и обеспечивают спокойное состояние мениска металла в кристаллизаторе, что позволяет реализовать устойчивый, без прорывов металла процесс литья и удовлетворительное, без заплесков и трещин качество полосы на простом по конструкции устройстве. Uniform distribution of metal flows in the mold with their placement at an equal distance from the shells, the direction of part of the flows in the center of inertia of the liquid metal profile and the extended paths of the rest of the metal exclude erosion of the shell and ensure a quiet state of the meniscus of the metal in the mold, which allows a stable process without breakthroughs of metal casting and satisfactory, without splashes and cracks, the quality of the strip on a device simple in design.

Изобретение может быть использовано для производства полосы толщиной 2-10 мм и шириной от 150 до 2000 мм из любой стали, в т. ч. стали ответственного назначения с выходом годного до 99,5%. The invention can be used for the production of strips with a thickness of 2-10 mm and a width of 150 to 2000 mm from any steel, including steel for critical purposes with a yield of up to 99.5%.

Claims

1. A device for continuous casting of a strip containing rotating water-cooled rolls with end restrictive plates and installed between the rolls at an equal distance from them is a refractory cup with a feed channel, a bottom and at least a pair of outlet openings made in its wall, characterized in that that the outlet openings in the glass wall are slit-like and directed towards the restrictive plates, the glass is installed between the rollers with a shift of the center of the sections of the outlet openings down by 0.25-0.05 of the roll diameter relative to itelno profile center, arcs formed working surfaces of the rolls and two horizontal lines, one of which passes through the axes of the rolls, and the other located on their surfaces at the top.

2. The device according to claim 1, characterized in that one pair of slit-like openings is made in the glass wall, the axes of which are parallel to the longitudinal axis of the glass, and in the bottom there is one pair of slit-like openings whose axes are perpendicular to the axes of the openings in the glass wall.

3. The device according to p. 1, characterized in that in the glass wall there are two pairs of slit-like openings symmetrical to the longitudinal axis of the glass with an angle between their axes of 45-90 ^o .

4. The device according to claim 1, characterized in that two pairs are made in the glass wall and one pair of slit-like openings in the bottom.

5. The device according to p. 3, characterized in that in the bottom of the glass is made one pair of slit-like openings.