RU2428275C2

RU2428275C2 - Crystalliser for modifier ingot horizontal casting

Info

Publication number: RU2428275C2
Application number: RU2009131546/02A
Authority: RU
Inventors: Евгений Игнатьевич Марукович (BY); Евгений Игнатьевич Марукович; Владимир Юзефович Стеценко (BY); Владимир Юзефович Стеценко
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2011-09-10
Also published as: RU2009131546A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to automotive industry. Crystalliser comprises case with coolant feed and discharge branch pipes, shield and ingot 20 mm-deep mold open at ingot draft side arranged at 7-40 mm from said shield. Shield surface has 3-20 mm-dia holes with spacing along generatrix making 1.5-3 of hole diameter. Note here that every hole is arranged at 45-90° to ingot mold cooled surface. Shield ends are bent and jointed to housing bottom by web.

EFFECT: higher casting efficiency.

2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к литейному производству и предназначено для непрерывного, непрерывно-циклического и циклического литья модификаторов.The invention relates to foundry and is intended for continuous, continuous-cyclic and cyclic casting of modifiers.

Известен кристаллизатор, содержащий рубашку, корпус с фланцами и экраном, подводящим и отводящим патрубками [1] (Авторское свидетельство СССР № 725790, кл. МПК B22D 11/12, опубл. в БИ № 13, 1980). В данной конструкции охлаждение рубашки происходит при вынужденном движении охладителя в кольцевом канале между рубашкой и экраном параллельно оси слитка. Основными недостатками такой конструкции являются недостаточные интенсивность и равномерность охлаждения рубашки кристаллизатора, что не позволяет получать структурно-высокодисперсные слитки.A known mold containing a shirt, a housing with flanges and a screen, inlet and outlet pipes [1] (USSR Author's Certificate No. 725790, class IPC B22D 11/12, published in BI No. 13, 1980). In this design, the cooling of the shirt occurs when the cooler is forced to move in the annular channel between the jacket and the screen parallel to the axis of the ingot. The main disadvantages of this design are the insufficient intensity and uniformity of cooling of the mold shirt, which does not allow to obtain structurally finely divided ingots.

Известен кристаллизатор, включающий корпус с подводящим и двумя отводящими патрубками, экран, на поверхности которого выполнены отверстия, диаметр каждого из которых составляет от 3 до 20 мм, с шагом по высоте и образующей от 1,5 до 3 диаметров отверстия, причем концы экрана выполнены с изгибом и соединены с днищем корпуса перегородкой [2] (Патент BY 3665 U, МПК⁷ B22D 11/00, 2007). Для быстрого растворения в расплаве модификаторы должны иметь толщину не более 20 мм. Получить слитки модификатора с такой толщиной горизонтальным литьем в данный кристаллизатор весьма затруднительно вследствие большой нестабильности процесса литья. Кроме этого, он требует больших затрат, связанных с использованием металлоприемника, металлопровода, соединительного стакана и системы подогрева жидкого металла. Все это снижает производительность процесса литья и увеличивает стоимость структурно-высокодисперсных модификаторов.A known mold comprising a housing with inlet and two outlet pipes, a screen on the surface of which holes are made, the diameter of each of which is from 3 to 20 mm, with a step in height and forming from 1.5 to 3 diameters of the hole, and the ends of the screen are made with a bend and connected to the bottom of the housing by a partition [2] (Patent BY 3665 U, IPC ⁷ B22D 11/00, 2007). For quick dissolution in the melt, the modifiers should have a thickness of not more than 20 mm. It is very difficult to obtain modifier ingots with such a thickness by horizontal casting in this mold due to the large instability of the casting process. In addition, it requires high costs associated with the use of a metal receiver, metal wire, connecting cup and a heating system for liquid metal. All this reduces the productivity of the casting process and increases the cost of structurally finely dispersed modifiers.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение стабильности процесса литья и снижение затрат на горизонтальное литье слитков модификаторов.The technical problem to which the claimed invention is directed is to increase the stability of the casting process and reduce the cost of horizontal casting of modifier ingots.

Технический результат заключается в повышении производительности процесса литья и снижении стоимости структурно-высокодисперсных модификаторов.The technical result consists in increasing the productivity of the casting process and reducing the cost of structurally finely dispersed modifiers.

Поставленная задача достигается тем, что заявляемый кристаллизатор для горизонтального литья слитка модификатора, включающий корпус с подводящим и двумя отводящими патрубками для охладителя, экран, на поверхности которого выполнены отверстия, диаметр каждого из которых составляет от 3 до 20 мм, с шагом по образующей от 1,5 до 3 диаметров отверстия, причем концы экрана выполнены с изгибом и соединены с днищем корпуса перегородкой, содержит открытую со стороны вытягивания слитка модификатора изложницу, глубина которой не более 20 мм, установленную на расстоянии от 5 до 50 мм от экрана; при этом каждое отверстие в экране расположено под углом от 45 до 90° к охлаждаемой поверхности изложницы, а подводящий патрубок установлен в центре днища корпуса.This object is achieved in that the inventive mold for horizontal casting of a modifier ingot, comprising a housing with inlet and two outlet pipes for a cooler, a screen on the surface of which holes are made, the diameter of each of which is from 3 to 20 mm, with a step along the generatrix from 1 , 5 to 3 diameters of the hole, the ends of the screen being bent and connected to the bottom of the housing by a partition, it contains a mold open on the extrusion side of the modifier ingot, the depth of which is not more than 20 mm, nnuyu at a distance of 5 to 50 mm away from the screen; each hole in the screen is located at an angle from 45 to 90 ° to the cooled surface of the mold, and the inlet pipe is installed in the center of the bottom of the housing.

На чертежах представлен продольный разрез предлагаемого кристаллизатора (Фиг.1) и его вид сверху (Фиг.2). Кристаллизатор состоит из изложницы 1, открытой со стороны вытягивания слитка, корпуса коробчатого типа 2, в центре днища которого установлен подводящий патрубок 3, а по краям - два отводящих патрубка 4, экрана 5 с отверстиями 6. Концы экрана 5 выполнены с изгибом и соединены с днищем корпуса перегородкой 7. Охладитель подается во входной коллектор 8, а отводится в выходной коллектор 9.The drawings show a longitudinal section of the proposed mold (Figure 1) and its top view (Figure 2). The mold consists of a mold 1, open on the extruding side of the ingot, a box-type case 2, in the center of the bottom of which there is a supply pipe 3, and two discharge pipes 4, a screen 5 with holes 6 at the edges. The ends of the screen 5 are bent and connected to the bottom of the housing by a partition 7. The cooler is fed into the input manifold 8, and is discharged to the output manifold 9.

Если глубина изложницы более 20 мм, то получаемые слитки (пластины, штрипсы, прутки) модификатора будут иметь длительное время растворения в расплаве, а значит, меньшую эффективность модифицирующего действия. Кроме этого, слитки толщиной более 20 мм требуют дополнительного охлаждения боковых поверхностей. Если отверстия в экране выполнены слева и справа от плоскости симметрии кристаллизатора под углами менее 45° к поверхности изложницы, то уменьшается его охлаждающая способность вследствие преобладания составляющей потока охладителя параллельно поверхности охлаждения.If the mold depth is more than 20 mm, then the resulting ingots (plates, strips, rods) of the modifier will have a long dissolution time in the melt, and therefore, a lower modifying effect. In addition, ingots with a thickness of more than 20 mm require additional cooling of the side surfaces. If the holes in the screen are made to the left and to the right of the plane of symmetry of the mold at angles less than 45 ° to the surface of the mold, then its cooling ability decreases due to the predominance of the component of the flow of the cooler parallel to the cooling surface.

Если изложница установлена на расстоянии менее 7 мм от экрана, то снижается эффективность ударно-струйного действия охладителя из-за торможения струй отраженными струями от поверхности изложницы. Если изложница установлена на расстоянии более 40 мм от экрана, то эффективность ударно-струйного действия охладителя будет снижаться из-за тормозящего действия струй толщиной потока между изложницей и экраном. Это также уменьшает охлаждающую способность изложницы, что снижает производительность процесса литья.If the mold is installed at a distance of less than 7 mm from the screen, then the efficiency of the shock-jet action of the cooler is reduced due to the braking of the jets by reflected jets from the surface of the mold. If the mold is installed at a distance of more than 40 mm from the screen, then the efficiency of the shock-jet action of the cooler will decrease due to the inhibitory effect of the jets with the thickness of the flow between the mold and the screen. It also reduces the cooling capacity of the mold, which reduces the productivity of the casting process.

Установка подводящего патрубка в центре днища корпуса способствует более равномерному охлаждению изложницы, что повышает стабильность процесса и производительность литья модификатора.The installation of the inlet pipe in the center of the bottom of the housing contributes to more uniform cooling of the mold, which increases the stability of the process and the casting performance of the modifier.

Работа кристаллизатора осуществляется следующим образом. Охладитель из подводящего патрубка попадает во входной коллектор, далее продавливается через отверстия в экране и в виде затопленных струй интенсивно охлаждает изложницу. Затем охладитель попадает в выходной коллектор и уходит в отводящие патрубки. Подача расплава в кристаллизатор и извлечение из него слитка могут осуществляться в непрерывном и (или) циклическом режимах. Это обеспечивает получение модификаторов в виде пластин, штрипсов и прутков любой длины.The operation of the mold is as follows. The cooler from the inlet pipe enters the inlet manifold, then it is forced through the holes in the screen and intensively cools the mold in the form of flooded jets. Then the cooler enters the outlet manifold and goes into the outlet pipes. The supply of the melt to the mold and the extraction of the ingot from it can be carried out in continuous and (or) cyclic modes. This provides modifiers in the form of plates, strips and rods of any length.

ПримерExample

Изготовлен кристаллизатор, состоящий из стальной изложницы глубиной 12 мм, шириной внутренней части 100 мм и толщиной стенки 10 мм, стального корпуса с подводящим и двумя отводящими патрубками, экрана с изогнутыми краями, соединенными с корпусом перегородкой. По всей поверхности экрана были выполнены отверстия диаметром 4 мм с шагом 10 мм. Они располагались слева и справа от плоскости симметрии под углом 75° к поверхности изложницы. При этом экран находился на расстоянии 12 мм от изложницы. Данный кристаллизатор обеспечивал стабильное получение структурно-высокодисперсного модификатора в виде пластин толщиной до 12 мм. Их себестоимость была на 22% ниже, чем для аналогичных слитков при обычном горизонтальном литье в кристаллизатор с затопленно-струйной системой охлаждения. При этом производительность процесса литья увеличилась на 57%.A mold was made, which consisted of a steel mold 12 mm deep, a width of the inner part of 100 mm and a wall thickness of 10 mm, a steel case with inlet and two outlet pipes, a screen with curved edges connected to the case by a partition. Holes with a diameter of 4 mm in 10 mm increments were made over the entire surface of the screen. They were located to the left and to the right of the plane of symmetry at an angle of 75 ° to the surface of the mold. The screen was at a distance of 12 mm from the mold. This crystallizer provided stable production of a structurally finely dispersed modifier in the form of plates up to 12 mm thick. Their prime cost was 22% lower than for similar ingots during conventional horizontal casting in a mold with a submerged-jet cooling system. At the same time, the productivity of the casting process increased by 57%.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР № 725790, кл. МПК B22D 11/12, опубл. в БИ № 13, 1980.1. USSR copyright certificate No. 725790, cl. IPC B22D 11/12, publ. in BI No. 13, 1980.

2. Патент BY 3665 U, МПК⁷ B22D 11/00, 2007.2. Patent BY 3665 U, IPC ⁷ B22D 11/00, 2007.

Claims

A mold for horizontal casting of a modifier ingot, comprising a housing with inlet and two outlet pipes for a cooler, a screen on the surface of which holes are made, the diameter of each of which is from 3 to 20 mm with a step along the generatrix from 1.5 to 3 hole diameters, and the ends of the screen are bent and connected to the bottom of the housing by a partition, characterized in that it contains a mold open on the extruder side of the modifier ingot, the depth of which is not more than 20 mm, installed at a distance of 7 to 40 m m from the screen, with each hole in the screen located at an angle of 45 to 90 ° to the cooled surface of the mold, and the inlet pipe is installed in the center of the bottom of the housing.