RU2661460C1

RU2661460C1 - Continuous cast workpieces vibration processing method

Info

Publication number: RU2661460C1
Application number: RU2017111557A
Authority: RU
Inventors: Абди Сайдахматович Нурадинов; Аднан Саидович Эльдарханов; Салман Сайд-Селимович Ахтаев; Магомед Рамзанович Нахаев; Лариса Хаджи-Ахмедовна Саипова; Наталья Супьяновна Уздиева
Priority date: 2017-04-05
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2018-07-16

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to continuous casting. Partially solidified workpiece is processed by vibration in the secondary cooling zone. Vibrational oscillations with the circular direction application along the workpiece axis at a distance of 0.4–0.6 of the molten metal hole depth creates optimal conditions for the dendrites breaking off formed during the metal crystallization.

EFFECT: enabling improvement of the continuous cast workpieces quality.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывному литью заготовок.The invention relates to metallurgy, namely to the continuous casting of billets.

Известен способ вибрационной обработки непрерывнолитой заготовки путем сообщения верхнему концу гильзы кристаллизатора перпендикулярно ее оси двухкомпонентных колебаний за счет поступательного перемещения по эллиптическим или многолепестковым траекториям (RU №2239516 от 11.04.2003 г., МПК B22D 11/051, B22D 11/053, опубл. 10.11.2004 г.).A known method of vibration processing a continuously cast billet by communicating to the upper end of the mold sleeve perpendicular to its axis of two-component vibrations due to translational movement along elliptical or multi-leaf paths (RU No. 2239516 dated 04/11/2003, IPC B22D 11/051, B22D 11/053, publ. November 10, 2004).

Известен также способ вибрационной обработки непрерывнолитой заготовки путем сообщения верхнему концу гильзы кристаллизатора перпендикулярно ее оси двухкомпонентных колебаний поступательного перемещения по эллиптическим или многолепестковым траекториям, а нижнему концу гильзы - колебаний вдоль ее продольной оси (RU №2327544 от 27.12.2005 г., МПК B22D 11/053, опубл. 27.06.2008 г.).There is also known a method of vibration processing a continuously cast billet by communicating to the upper end of the mold sleeve perpendicular to its axis two-component oscillations of translational movement along elliptical or multi-leaf trajectories, and the lower end of the sleeve to oscillate along its longitudinal axis (RU No. 2327544 dated December 27, 2005, IPC B22D 11 / 053, published on June 27, 2008).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ вибрационной обработки жидкого металла путем сообщения перпендикулярно оси заготовки колебаний через поддерживающий ролик непосредственно под кристаллизатором (RU №2253542 от 21.02.2003 г., МПК B22D 11/114, B22D 11/053, опубл. 24.11.2010 г.).The closest technical solution to the claimed invention is a method of vibration processing of liquid metal by communicating perpendicularly to the axis of the workpiece vibrations through the support roller directly under the mold (RU No. 2253542 of 02.21.2003, IPC B22D 11/114, B22D 11/053, publ. 24.11 .2010).

Недостатком вышеуказанных способов вибрационной обработки непрерывнолитых заготовок является низкая эффективность воздействия вибрации на кристаллическую структуру заготовок (соответственно, на их качество) из-за незначительности толщины затвердевшей корки металла в кристаллизаторе и на выходе из нее - главного источника генерирования центров кристаллизации. Кроме этого, для всех известных способов из-за опасности разрушения затвердевшей корки на выходе из кристаллизатора и прорыва жидкого металла, а также разрушения шлакового покрытия на поверхности жидкого металла в кристаллизаторе ограничены пределы регулирования параметров вибрации.The disadvantage of the above methods of vibration processing of continuously cast billets is the low efficiency of the effect of vibration on the crystal structure of the billets (respectively, on their quality) due to the insignificance of the thickness of the hardened metal crust in the mold and at the exit from it, the main source of crystallization center generation. In addition, for all known methods, because of the danger of destruction of the hardened crust at the exit of the mold and breakthrough of the liquid metal, as well as destruction of the slag coating on the surface of the liquid metal in the mold, the limits for controlling vibration parameters are limited.

Техническим результатом является улучшение качества литых заготовок в результате повышения плотности и дисперсности их структур, снижения осевой пористости и ликвации за счет повышение эффективности воздействия вибрации на формирование кристаллической структуры заготовок.The technical result is to improve the quality of cast billets as a result of increasing the density and dispersion of their structures, reducing axial porosity and segregation by increasing the impact of vibration on the formation of the crystalline structure of the billets.

Технический результат достигается тем, что вибрационную обработку с круговым направлением колебаний вдоль оси заготовки осуществляют на расстоянии 0,4-0,6 глубины жидкой лунки металла в зоне вторичного охлаждения, где затвердевшая часть заготовки составляет не менее 50% от ее поперечного сечения.The technical result is achieved by the fact that vibration processing with a circular direction of oscillation along the axis of the workpiece is carried out at a distance of 0.4-0.6 of the depth of the liquid metal hole in the secondary cooling zone, where the hardened part of the workpiece is at least 50% of its cross section.

Из практики известно, что в зависимости от марки стали и скорости разливки наиболее интенсивный рост столбчатых кристаллов происходит в зоне вторичного охлаждения на расстоянии 0,4-0,6 глубины жидкой лунки металла, соответственно, наиболее эффективное воздействие вибрации будет происходить именно в этой области из-за разрушения и дробления растущих кристаллов. При этом за счет оседания обломков разрушенных кристаллов в донную часть глубина жидкой лунки будет уменьшаться, в результате чего снизятся усадочные и ликвационные процессы, что обеспечит формирование плотной и дисперсной кристаллической структуры заготовки.It is known from practice that, depending on the grade of steel and the casting speed, the most intensive growth of columnar crystals occurs in the secondary cooling zone at a distance of 0.4-0.6 of the depth of the liquid well of the metal, respectively, the most effective effect of vibration will occur in this area from -for the destruction and crushing of growing crystals. In this case, due to the sedimentation of fragments of the destroyed crystals in the bottom part, the depth of the liquid well will decrease, as a result of which shrinkage and segregation processes will decrease, which will ensure the formation of a dense and dispersed crystalline structure of the workpiece.

Сущность заявляемого способа поясняется чертежом, на котором показана схема непрерывной разливки металла с устройством для подвода вибрации к заготовке (фиг. 1). С промежуточного ковша жидкий металл подают в кристаллизатор 1 и с него частично затвердевшую заготовку 2 вытягивают при помощи тянущего устройства 3. Из кристаллизатора заготовка с жидкой сердцевиной попадает в зону вторичного охлаждения 4, где поддерживается и направляется опорными роликами 5 и на определенном расстоянии от мениска металла h₁ подвергается вибрационной обработке. Подвижная подпружиненная подвеска рамы с опорными роликами позволяет ей колебаться под действием вибратора 6, колебания от которого через ролики 5 передаются к заготовке 2. Для вибратора 6 с круговым направлением колебаний вдоль оси вытягиваемой заготовки есть возможность изменять параметры вибрации в широких пределах посредством регулировки питающего электродвигатель напряжения и изменения диаметра эксцентрика (частота - 0…100 Гц, амплитуда - 0…2 мм).The essence of the proposed method is illustrated by the drawing, which shows a diagram of a continuous casting of metal with a device for supplying vibration to the workpiece (Fig. 1). From the intermediate ladle, liquid metal is fed into the mold 1 and from it a partially solidified preform 2 is pulled out using a pulling device 3. From the mold, the preform with the liquid core enters the secondary cooling zone 4, where it is supported and guided by support rollers 5 and at a certain distance from the metal meniscus h _{1 is} subjected to vibration processing. The movable spring-loaded suspension of the frame with the support rollers allows it to oscillate under the action of a vibrator 6, the vibrations from which are transmitted through the rollers 5 to the workpiece 2. For a vibrator 6 with a circular direction of vibration along the axis of the drawn workpiece, it is possible to change the vibration parameters over a wide range by adjusting the voltage supplying the electric motor and changes in the diameter of the eccentric (frequency - 0 ... 100 Hz, amplitude - 0 ... 2 mm).

Предлагаемый способ вибрационной обработки непрерывнолитых заготовок работает следующим образом. В процессе вытягивания заготовки из кристаллизатора сразу же включают вибрацию и не выключают до полного ее затвердевания. При этом расстоянием подвода вибрации к заготовке h₁ и ее параметрами задаются в зависимости от марки стали и скорости разливки металла. Так как в точке подвода вибрации столбчатые кристаллы имеет достаточную толщину (не менее 50% от поперечного сечения заготовки), они легко обламываются вследствие силового воздействия упругих колебаний, становясь источником генерирования дополнительных центров кристаллизации.The proposed method of vibration processing continuously cast billets works as follows. In the process of pulling the workpiece from the mold immediately turn on the vibration and do not turn off until it solidifies completely. In this case, the distance of vibration supply to the workpiece h ₁ and its parameters are set depending on the steel grade and the metal casting speed. Since columnar crystals have a sufficient thickness at the point of vibration supply (at least 50% of the cross section of the workpiece), they easily break off due to the action of elastic vibrations, becoming a source of generating additional crystallization centers.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет существенно повысить эффективность воздействия вибрации на формирование заготовок из-за разрушения и дробления зоны столбчатых кристаллов, в результате чего практически устраняются осевая пористость и ликвация и формируется плотная и дисперсная макроструктура.Thus, the claimed invention allows to significantly increase the efficiency of the effect of vibration on the formation of preforms due to destruction and crushing of the columnar crystal zone, as a result of which axial porosity and segregation are practically eliminated and a dense and dispersed macrostructure is formed.

Claims

The method of vibration processing of continuously cast billets, including the supply of vibration to a partially hardened billet in the secondary cooling zone in the process of drawing it, characterized in that the vibration is carried out with a circular direction of oscillation along the axis of the billet, at a distance of 0.4-0.6 depth of the liquid hole of the metal from meniscus of metal.