Устройство для получения слитка

 

Использование: в металлургии, преимущественно при производстве кузнечных слитков на металлургических и машиностроительных заводах. Сущность изобретения в устройстве для получения слитка,, Предназначенного преимущественно под ковку, содержащем изложницу и поддон с монтажным выступом, центральным углублением и кольцеобразным контуром, расположенным вокруг центрального углубления и сообщенным через подводящий патрубок с системой подвода охлаждающего агента и через соединительные каналы с рабочей полостью изложницы, в поддоне между основным кольцеобразным контуром и центральным углублением вблизи дна последнего выполнен дополнительный кольцеобразный контур, сообщенный автономно через подводящий и отводящий патрубки с системой подвода охлаждающего агента при этом диаметр верхнего основания центрального углубления составляет 0,8 - 0,95 от диаметра рабочей полости изложницы у нижнего торца Дно основного кольцеобразного контура расположено на глубине от рабочего торца поддона, равной 3,0 - 4.0 ширины этого контура Дно дополнительного кольцеобразного контура расположено на глубине от рабочего торца поддона равной 0,9 - 1,3 от глубины центрального углубления, при этом расстояние между основным и дополнительным кольцеобразными контурами составляет 4,5 - 5,5 их ширины, а расстояние от вертикальной оси дополнительного кольцеобразного контура до боковой поверхности центрального углубления равно 2.0 - 3.0 ширины этого контура. Соединительные каналы выполнены на рабочем торце поддона и их длина а на части поддона, выступающей внутрь изложницы, составляет а 03-05(0 -D )/2. где D - диаметр v рлм ну м рп рабочей полости изложницы у нижнего торца О диаметр верхнего основания центрального углубления 3 зпф-лы, 1 ил ц.у/-ч nufi- §

(19) )Ц oil 29{ф87Д СС1 (5Ц ВИ07 О

Комитет Российской Федерации по патентам и товарнътм знакам

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :цщ ". .

5 1БЛ 40тГ:;

К ПАТЕНТУ (21) 5008981/02 (22) 05.11.91 (46) 15.10.93 Бюл. Мя 37-38 (71) Череповецкий металлургический комбинат еа50-летия СССР (72) Петров ЮА; Агарышев А.И„Крохотин ВЛ.;

Рослякова Н.Е (73) Череповецкий металлургический комбинат им50-летия СССР (64)УСТРОЙСТВОДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА (57) Использование: в металлургии, преимущественно при производстве кузнечных слитков на метаппургических и машиностроительных заводах

Сущность изобретения: в устройстве для получения слитка,,фЩназначенного преимущественно под ковку, содержащем изложницу и поддон с монтажным выступом. центральным углублением и кольцеобразным контуром, расположенным вокруг центрального углубления и сообщенным через подводящий патрубок с системой подвода охлаждающего агента и через соединительные каналы с рабочей полостью изложницы, в поддоне между основным кольцеобразным контуром и центральным углублением вблизи дна последнего выполнен дополнительный копьцеобразный контур, сообщенный автономно через подводящий и отводящий патрубки с системой подвода охлаждающего агента при этом диаметр верхнего основания центрального углубления составляет 0,8 — 0,95 от диаметра рабочей полости изложницы у нижнего торца Дно основного кольцеобразного контура расположено на глубине от рабочего торца поддона, равной 3,0—

4,0 ширины этого контура Дно дополнительного кольцеобразного контура расположено на глубине от рабочего торца поддона, равной 0,9 — 1,3 от глубины центрального углубления, лри этом расстояние между основным и дополнительным кольцеобразными контурами составляет 4,5 — 5,5 их ширинь а расстояние от вертикальной оси дополнительного кольцеобразного контура до боковой поверхности центрального углубления равно 2,0 — 3.0 ширины этого контура. Соединительные каналы выполнены на рабочем торце поддона и их длина "а на части поддона, выступающей внутрь изложницы. составляет а=0.3-0.5(0 -0 )/2, где D — диаметр рлм lip р пи рабочей полости изложнйцы у нижнего торца D ч.v диаметр верхнего основания центрального углуб — ф пения. 3 з.пф-лы, 1 ип

У5

2000873

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к производству кузнечных слитков, и может быть использовано на металлургических и машиностроительных заводах.

Известно устройство для получения слитка, содержащее изложницу и поддон.

После разливки металла в изложницу происходит кристаллизация слитка. При этом отвод тепла происходит с боковой поверхности слитка через стенку изложницы.

Недостаток устройства в том, что оно не обеспечивает качественной структуры тела слитка. Воздушный зазор, образующийся в процессе кристаллизации, между слитком и изложницей, препятствует интенсивному отводу тепла от слитка, чем замедляет процесс кристаллизации. При этом столбчатые кристаллы растут перпендикулярно поверхности охлаждения, Возникает пористость центральной эоны слитка, аниэотропия свойств. образуются трещины при ковке слитка, снижается его качество, уменьшается выход годного.

Известно наиболее близкое к предложенному устройство для разливки стали, содержащее изложницу и поддон, на верхней поверхности которого выполнено центральное углубление, Оно снабжено уплотняющим элементом, расположенным между поддоном и иэложницей, вокруг центрального углубления поддона выполнена кольцевая выемка, сообщенная с системой подвода газа, а в перемычке, отделяющей кольцевую выемку от центрального углубления, выполнены соединительные каналы в виде углублений на ее верхней торцевой поверхности. Соединительные каналы в перемычке, отделяющей кольцевую выемку от центрального углубления, выполнены в виде отверстий, Устройство обеспечивает обработку стали в изложнице газом, осуществляя ее в периферийной зоне объема стали. Подачу газа в изложницу осуществляют перед заливкой в нее металла.

Недостаток устройства в том, что оно предназначено для получения эффекта кипения металла в начальный период заливки и, тем самым, влияют на качество поверхности слитка. При последующей кристаллизации отвод тепла от слитка осуществляется только через боковую поверхность, столбчатые кристаллы растут перпендикулярно поверхности охлаждения, что приводит к образованию трещин при ковке слитка. Известное устройство не обеспечивает подачу охладителя к поверхности кузнечных слитков, т.к, последний требуется подавать в пространство между эакристаллизовав5

55 шимся слитком и изложницей. Кроме этого, конструкция изложницы и поддона для кузнечных слитков таковы, что при кристаллизации слиток своей торцевой частью опирается на поддон и отсутствует соединение между зазорами, образующимися в процессе кристаллизации между слитком и изложницей и между донной частью слитка и поддоном. Таким образом, невозможно использовать известное устройство для охлаждения слитка с целью получения его качественной внутренней структуры.

Кроме этого, отсутствие у известного устройства зазора между выступом поддона и иэложницей затрудняет процесс его монтажа при подготовке в разливке.

Цель изобретения — повышение качества слитка и сокращение времени его кристаллизации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для получения слитка, предназначенного преимущественно под ковку, содержащем изложницу и поддон с монтажным выступом, центральным углублением и кольцеобразным контуром, расположенным вокруг центрального углубления и сообщенным через подводящий патрубок с системой подвода охлаждающего агента и через соединительные каналы с рабочей полостью изложницы, в поддоне между основным кольцеобразным контуром и центральным углублением вблизи дна последнего выполнен дополнительный кольцеобразный контур. сообщенный автономно через подводящий и отводящий патрубки с системой подвода охлаждающего агента, при этом диаметр верхнего основания центрального углубления составляет

0,8-0,95 от диаметра рабочей полости изложницы у нижнего торца. Дно основного кольцеобраэного контура расположено на глубине от рабочего торца поддона, равной

3,0-4,0 ширины этого контура, Дно дополнительного кольцеобраэного контура расположено на глубине от рабочего торца поддона, равной 0,9 — 1,3 от глубины центрального углубления, при этом расстояние между основным и дополнительным кольцеобразными контурами составляет 4,5 — 5,5 их ширины, а расстояние от вертикальной оси дополнительного кольцеобразного контура до боковой поверхности центрального углубления равно 2,0-3,0 ширины этого контура. Соединительные каналы выполнены на рабочем торце поддона и их длина "а" на части поддона, поступающей внутрь изложницы. составляет

a = 0,3 — 0,5 (-" — ----"-У-), 2000873 где Др.п.и — диаметр рабочей полости изложницы у нижнего торца;

Дц y — диаметр верхнего основания центрального углубления.

Сущность предложенного изобретения поясняется с помощью устройства, изображенного на чертеже.

Устройство для получения слитка содержит изложницу 1, поддон 2 с монтажным выступом 3 и центральным углублением 4.

В поддоне 2 выполнена система охлаждения, состоящая иэ двух самостоятельных кольцеобразных контуров: основного 5и дополнительного 6. Кольцевой контур 5 через соединительные каналы 7 выходит в рабочую полость изложницы 8, Кольцеобраэный контур 6 соединен с патрубком для отвода охлаждающего агента поддона (не показан).

Входы кольцеобразных контуров 5 и 6 соединены с патрубком для подвода охлаждающего агента (не показан). Диаметр верхнего основания центрального углубления 2 составляет 0,8-0,95 от диаметра рабочей полости изложницы 1 у нижнего торца.

Дно основного кольцеобразного контура 5 расположено на глубине от рабочего торца поддона 2 "L>", равной 3,0-4,0 ширины этого контура. Дно дополнительного кольцеобразного контура 6 расположено на глубине от рабочего торца поддона 2 "L2", равной 0,3-1,3 от глубины центрального углубления 4 — "Н". Расстояние между основным 5 и дополнительным 6 кольцеобраэными контурами "Q" составляет 4,5 — 5,5 их ширины, а расстояние от вертикальной оси дополнительного кольцеобраэного контура 6 до боковой поверхности центрального углубления 4 "1.4" равно 2,0-3,0 ширины этого контура. Соединительные каналы 7 выполнены на рабочем торце поддона 2 и их длина "а" на части поддона, выступающей внутрь изложницы, составляет где Др.п,и — диаметр рабочей полости изложницы у нижнего торца;

Дц.y — диаметр верхнего основания центрального углубления.

Устройство работает следующим образом.

Перед заливкой стали в изложницу 1 ее устанавливают на поддон 2 так, чтобы вокруг центрального углубления 4 на рабочем торце поддона 2 образовался равномерный зазор "а", представляющий собой часть соединительных каналов 7, выступающих внутрь изложницы 1 и связа)1ных с основным кольцеобразным контуром 5, через который подается охлаждающий агент. В дополнительный кольцеобрэзный контур 6

5 перед заливкой металла подают охлаждающий агент (воздух, водо-воздушная смесь и др.). Охлаждающий агент проходит по дополнительному кольцевому контуру 6, охлаждает центральное углубление 4 и

10 отводится из поддона 2. В изложницу 1 заливают жидкий металл. После образования на поверхности металла твердой корочки производят подачу охлаждаю цего агента в оснований кольцеобраэный контур 5, откуда

15 он направляется в соединительные каналы

7 и через их части. выступающие внутрь изложницы. поступает р. зазор. образованный по высоте слитка между слитком и внутренней частью изложницы 1. Происходит

20 интенсивное охлаждение слитка. Одновременный отвод тепла от боковой поверхности слитка и его донной части создает условия для направленного затвердевания, На поверхности слитка увеличивается тол25 .цины зоны с мелкозернистой структурой, Увеличивается угол наклона столбчатых кристаллов к горизонтальной оси, что благоприятно влияет на плотность центральной зоны слитка. анизотропию свойств по сече30 нию слитка и снижает склонность к появлению трещин при ковке.

Расстояния L>, Lg, L, л определены опытным путем на модели. При L> меньше

3,0 ширин основного контура возникает

35 опасность перегрева материала контура и его разрушения вспсдствие высокой температуры поддона, возчикающей при заливке металла в изложницу. При L< больше 4,0 ширин основного контура возникает опас40 ность ослабления конструкции поддона или его разрушение. При расстоянии Q меньше

0,9 Н ухудшается охлаждение донной части слитка. увеличение Q больше 1,3 Н нецелесообразно, т.к. удаление дополнительного

45 контура от центрального углубления снижает эффективность охлаждения слитка, При расстоянии Q меньше 4,5 ширины контура опасен перегрев контура и его деформация, Увеличение D больше 5,5, ширины контура

50 нецелесообразно, т.к. дополнительный кольцеобраэный контур осуществляет функцию дополнительного охлаждения донной части слитка, располагающейся в центральном углублении.

Отношение диаметра верхнего основания центрального углубления к диаметру рабочей полости изложницы у нижнего торца, равное 0,8-0.95, выбрано из условия оптимального отвода твпла от слитка. При Д,„

2000873 цы, должно обеспечивать равномерную подачу охлаждающего агента в зазор между слитком и изложницей. Например, для получения кузнечного слитка на Череповецком

5 металлургическом комбинате применяются восьмигранные изложницы и число соединительных каналов равно 8, т.е. по числу граней изложницы. При другой форме изложницы число соединительных каналов

10 может быть иным.

Применение предложенного устройства для получения слитка позволило на 20 уменьшить отбраковку слитков при ковке по

15 причине возникновения трещин.

Ф ормула изобретения

1. устройство для получения слитка, предназначенного преимущественно под ковку, содержащее изложницу и поддон с монтажным выступом, центральным углублением и кольцеобраэным контуром, расположенным вокруг центрального углубления и сообщенным через подводящий патрубок с системой подвода 30 охлаждающего агента и через соединительные каналы с рабочей полостью изложницы, отличающееся тем, что в поддоне между основным кольцеобразным контуром и центральным углублением 35 вблизи дна последнего выполнен дополнительный кольцеобразный контур, сообщенный автономно . через подводящий и отводящий патрубки с системой подвода охлаждающего агента, при этом диаметр 40 верхнего основания центрального углубления составляет 0,8 - 0,95 диаметра рабочей полости изложницы у нижнего торца, 2. Устройство по п.1, отличающееся 45 менее 0,8 Др,n. происходит нецелесообразный перерасход охлаждающего агента, требуются большее его давление для обеспечения необходимой скорости для заданного режима теплоотвода.

При Дц,у более 0,95 Др,п.и длина соединительных каналов на части поддона, выступающей внутрь изложницы, становится недостаточной для обеспечения необходимого режима охлаждения слитка вследствие ограничения пропускной способности каналов.

Наличие зазора "Ь" между выступом поддона и изложницей облегчают условия монтажа устройства при подготовке к разливке металла. Выступающая во внутреннее пространство изложницы часть соединительных каналов превышает зазор "Ь", Количество соединительных каналов, выходящих во внутреннюю часть изложнитем, что дно основного кольцеобразного контура расположено на глубине от рабо(56) Авторское свидетельство СССР

М 1560371, кл. В 22 О 7/06, 1990. чего торца поддона. равной 3,0 - 4,0 ширины этого контура.

3, Устройство по п,1, отличающееся тем, что дно дополнительного кольцеобразного контура расположено на глубине от рабочего торца поддона. равной 0,9 - 1,3 глубины центрального углубления, при этом расстояние между основным и дополнительным кольцеобраэными контурами составляет 4,5 - 5,5 их ширины, а расстояние от вертикальной оси дополнительного кольцеобраэного контура до боковой itoверхности центрального углубления равно

2,0- 3.0 ширинам этого конутра.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем. что соединительные каналы выполнены на рабочем торце поддона и их длина а на части поддона, выступающей внутрь изложницы, составляет а 03-05(Р пд -О „)/2. где Ор л,и - диаметр рабочей полости изложницы у нижнего торца;

Оц.y.- диаметр верхнего основания цен. трального углубления, 2000873

Производственно-издзтевьскид комбинвт Пвтент, г. Ужгород, ув.Гвгвринв. 1О1

Редактор Н.Семенова

Заказ 3100

Составитель Ю.Петров

Техред М.Моргентал Корректор СьЮско

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5