RU2681232C1

RU2681232C1 - Method for continuous casting of a varietal billets and unit for its implementation

Info

Publication number: RU2681232C1
Application number: RU2018119125A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Аркадьевич Злобин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные металлургические технологии" (ООО "ИНМЕТ")
Priority date: 2018-05-24
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2019-03-05

Abstract

FIELD: metallurgy.SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy, and in particular to methods for the continuous casting of varietal billets of metals and alloys. Continuously cast ingot is formed with a cross section in the form of an isosceles trapezium, the larger base of which lies on the face of the ingot with the minimum longitudinal radius, and the smaller base – on the face with the maximum longitudinal radius, ratio h/H=r/R=k, where k=0.72–0.98, is performed. Ingot is unbent into a rectilinear continuous-cast billet and combined with compression on the lateral sides of the trapezoid in a pair of vertical rolls of the withdrawal-straightening unit a rectangular cross-section of the billet is formed.EFFECT: invention is aimed at improving the quality of continuously cast billets.3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к способам непрерывной разливки сотовой заготовки из металлов и сплавов, преимущественно стали.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular, to methods for continuously casting a honeycomb blank from metals and alloys, mainly steel.

Известен способ непрерывной разливки сортовой заготовки и установка для его осуществления (1) включающий, подачу расплава в радиусный кристаллизатор, формирование в кристаллизаторе корки твердой фазы непрерывно-литого слитка, вытягивание непрерывно-литого слитка из кристаллизатора, охлаждение и кристаллизацию непрерывно-литого слитка в зоне вторичного охлаждения, разгиб и порезку непрерывно-литого слитка в непрерывно-литую заготовку.A known method for the continuous casting of high-quality billets and installation for its implementation (1) comprising supplying the melt to the radius mold, forming a solid cast ingot in the crust solid cake, drawing a continuously cast ingot from the mold, cooling and crystallizing the continuously cast ingot in the zone secondary cooling, expansion and cutting of a continuously cast ingot into a continuously cast billet.

Недостатком известного способа является то, что геометрия поперечного сечения и продольная конусность внутренней полости кристаллизатора компенсирует только усадку, но не учитывает влияние продольного технологического радиуса на формирование первичной корки твердой фазы, что приводит к возникновению растягивающих напряжений на грани непрерывно-литого слитка с минимальным радиусом. Величина растягивающих напряжений ограничена не высокой пластичностью твердой фазы на растяжение - 1,25% и, как следствие, приводит к необходимости применения больших значений технологического радиуса R_t по отношению к размеру сечения непрерывно-литого слитка b, Rt/b≥50, что существенно увеличивает технологическую высоту машины непрерывного литья заготовки (МНЛЗ). Кроме того, протяженная зона вторичного охлаждения L_зво и неравномерная усадка по граням непрерывно-литого слитка в этой зоне приводит к существенным величинам разности деформаций ΔL_зво/L_зво по граням непрерывно-литого слитка находящегося под действием растягивающего усилия вытягивания непрерывно-литого слитка тянущей правильной машиной, что также приводит к возникновению растягивающих напряжений. Еще одним недостатком известного способа является применяемая схема деформации разгибом в горизонтальных валках правильно-тянущей машины, которая также приводит к растягивающим напряжениям на грани непрерывно-литого слитка с минимальным радиусом. Все эти недостатки известного способа приводят к снижению качества непрерывно-литой заготовки, наличию на поверхности поперечных и диагональных трещин, вызывающих дефекты проката.The disadvantage of this method is that the geometry of the cross section and the longitudinal taper of the inner cavity of the mold compensates only for shrinkage, but does not take into account the influence of the longitudinal technological radius on the formation of the primary crust of the solid phase, which leads to tensile stresses on the faces of the continuously cast ingot with a minimum radius. The magnitude of tensile stresses is not limited by the high ductility of the solid phase in tension - 1.25% and, as a result, necessitates the use of large values of the technological radius R _t with respect to the cross-sectional size of the continuously cast ingot b, Rt / b≥50, which is significant increases the technological height of the continuous casting machine (CCM). In addition, the extended secondary cooling zone L _u and non-uniform shrinkage along the faces of the continuously cast ingot in this zone leads to significant values of the strain difference ΔL _u / L _u along the faces of the continuously cast ingot under the tensile pulling force of the continuously cast ingot pulling regular machine, which also leads to tensile stresses. Another disadvantage of the known method is the applied scheme of deformation by bending in horizontal rolls of the correctly pulling machine, which also leads to tensile stresses on the verge of a continuously cast ingot with a minimum radius. All these disadvantages of the known method lead to a decrease in the quality of continuously cast billets, the presence on the surface of transverse and diagonal cracks that cause defects in the rolling.

Известен также способ непрерывного литья стальных заготовок RU 2349412, B22D 11/00, в котором осуществляют подачу стали в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки, ее охлаждение в зоне вторичного охлаждения и обжатие непрерывно-литой заготовки в конце зоны затвердевания по широкой грани в четырех тянуще-обжимных клетях с расстоянием между клетями 6,6-7,3 длины широкой стороны кристаллизатора не более чем на 0,6% при максимальной величине обжатия 2,5% в каждой тянуще-обжимной клети, при этом начало обжатия непрерывно-литой заготовки проводят от нижнего среза кристаллизатора на расстоянии 44,7-49,2 длины широкой стороны кристаллизатора.There is also a method of continuous casting of steel billets RU 2349412, B22D 11/00, in which steel is fed into the mold, the billets are drawn from it, it is cooled in the secondary cooling zone, and the continuously cast billet is crimped at the end of the solidification zone over a broad face in four - crimping stands with a distance between the stands 6.6-7.3 of the length of the wide side of the mold is not more than 0.6% with a maximum amount of compression of 2.5% in each pull-crimping stand, while the beginning of the compression continuously cast billet spend from the bottom a cut of the mold at a distance of 44.7-49.2 lengths of the wide side of the mold.

Недостатком известного способа является то, что обжатие непрерывно-литого слитка производят в конце зоны затвердевания, когда уже произошло накопление растягивающих напряжений на поверхности грани непрерывно-литого слитка с минимальным радиусом, при этом ограничение в величине обжатия до 2,5% не предотвращает образования трещин и ухудшает качество непрерывно-литой заготовки. Кроме того обжатие в твердожидкой фазе и разгиб разделены между собой, обжатие производят в тянуще-обжимной клети, а разгиб непрерывно-литого слитка производят в меж-клетьевом промежутке, что также приводит к растягивающим напряжениям на грани непрерывно-литого слитка, увеличивает вероятность образования трещин на этой поверхности.The disadvantage of this method is that the compression of the continuously cast ingot is carried out at the end of the solidification zone, when tensile stresses have already accumulated on the surface of the face of the continuously cast ingot with a minimum radius, while the reduction in compression to 2.5% does not prevent cracking and degrades the quality of continuously cast billets. In addition, the compression in the solid-liquid phase and the extension are separated, the compression is carried out in a pull-crimping stand, and the continuous cast ingot is expanded in the inter-stand gap, which also leads to tensile stresses on the face of the continuously cast ingot, increases the likelihood of cracking on this surface.

Изобретение устраняет недостатки известных способов. Технический результат изобретения - повышение качества непрерывно-литой заготовки, созданием благоприятных условий формирования первичной корки твердой фазы в радиусном кристаллизаторе через оптимальную геометрию его поперечного сечения в форме равнобедренной трапеции, кроме того, совмещением обжатия в твердожидком состоянии непрерывно-литого слитка с его разгибом в условиях преобладания сжимающих напряжений, при обжатии в вертикальных валках боковых сторон равнобедренной трапеции сечения непрерывно-литого слитка, с возможным уменьшением отношения технологического радиуса R_t к сечению непрерывно-литой заготовки b до значений 6≤Rt/b≤10, что существенно снижает технологическую высоту МНЛЗ.The invention eliminates the disadvantages of the known methods. The technical result of the invention is improving the quality of the continuously cast billet by creating favorable conditions for the formation of the primary crust of the solid phase in the radius mold through the optimal geometry of its cross section in the form of an isosceles trapezoid, in addition, by combining the compression in the solid-liquid state of the continuously cast ingot with its extension under conditions the predominance of compressive stresses during compression in the vertical rolls of the sides of an isosceles trapezoid cross-section of a continuously cast ingot, with a possible mind nsheniem relationship technological radius R _t to the cross section continuously cast billet b to 6≤Rt / b≤10 values that significantly reduces the height of the caster process.

Для достижения технического результата изобретения в известном способе непрерывной разливки, включающем подачу расплава в радиусный гильзовый кристаллизатор, формирование в кристаллизаторе первичной корки твердой фазы непрерывно-литого слитка (НЛС), вытягивание НЛС из кристаллизатора, охлаждение и кристаллизацию НЛС в зоне вторичного охлаждения (ЗВО), разгиб и порезку НЛС в непрерывно-литую заготовку (НЛЗ), согласно изобретения, сначала, предлагается исходное поперечное сечение НЛС в кристаллизаторе формировать в виде равнобедренной трапеции, большее основание Н трапеции располагать на грани НЛС с минимальным продольным радиусом r, меньшее основание h трапеции располагать на грани НЛС с максимальным продольным радиусом R, при этом выполнять соотношение:To achieve the technical result of the invention in the known method of continuous casting, including the supply of the melt into the radius liner, the formation in the mold of the primary crust of the solid phase of a continuously cast ingot (NLS), drawing the NLS from the mold, cooling and crystallization of the NLS in the secondary cooling zone (ZVO) , extension and cutting of the NLS in a continuously cast billet (NLZ), according to the invention, first, it is proposed that the initial cross section of the NLS in the mold be formed in the form of an isosceles trapezoid, the larger base H of the trapezoid should be placed on the edge of the NLS with a minimum longitudinal radius r, the smaller base h of the trapezoid should be placed on the edge of the NLS with a maximum longitudinal radius R, while doing the following:

h/H=r/R=k, где к=0,72-:-0,98h / H = r / R = k, where k = 0.72 -: - 0.98

затем, разгиб НЛС в прямолинейную непрерывно-литую заготовку совмещать с обжатием ε по боковым сторонам трапеции в паре вертикальных валков тянуще-правильной клети до формирования прямоугольного сечения НЛЗ. Кроме того, в изобретении предлагается обжатие ε по боковым сторонам трапеции НЛС производить в твердожидком состоянии дробно, в n парах вертикальных валков тянуще правильной клети, при этом выполнять соотношениеthen, combine the NLS extension into a straight continuous cast billet with the ε compression on the sides of the trapezoid in a pair of vertical rolls of a pull-and-stand stand until a rectangular section of the NLZ is formed. In addition, the invention proposes compression ε on the lateral sides of the trapezoid of the NLS to produce in a solid-liquid state fractionally, in n pairs of vertical rolls pulling the correct stand, while fulfilling the ratio

Σ_n=iε_i=C*ε, где n=2, 3, 4, 5, С - коэффициент учитывающий влияние на обжатие ε наличия с сечении жидкой фазы НЛС,Σ _{n = i} ε _i = C * ε, where n = 2, 3, 4, 5, С - coefficient taking into account the effect on the compression ε of the presence of the cross-section of the liquid phase of the NLS,

C=К_ф*S₀/S_тв, где S_тв - площадь твердой фазы в сечении, К_ф - коэффициент, учитывающий химический состав и механические характеристики разливаемого сплава - из интервала 0,52-:-1,02, С находится в диапазоне 1,02-:-1,18. S₀ - площадь исходного сечения НЛС, определяется как площадь равнобедренной трапеции,C = K _f * S ₀ / S _tv , where S _tv is the solid phase area in cross section, K _f is a coefficient taking into account the chemical composition and mechanical characteristics of the cast alloy - from the interval 0.52 -: - 1.02, C is in range 1.02 -: - 1.18. S ₀ - the area of the original cross section of the NLS, is defined as the area of the isosceles trapezoid,

ε_i=(S_i-S_i+1)/S_i, где S_i - площадь сечения НЛС до обжатия в n паре вертикальных валков, S_i+1 - площадь сечения НЛС после обжатия в n паре вертикальных валков. ε=(S₀-S₁)/S₀, где S₀=b*(h+H)/2, S₁=h*b, b - высота равнобедренной трапеции, мм.ε _i = (S _i -S _{i + 1} ) / S _i , where S _i is the cross-sectional area of the NLS before compression in n pair of vertical rolls, S _{i + 1} is the cross-sectional area of the NLS after compression in n pair of vertical rolls. ε = (S ₀ -S ₁ ) / S ₀ , where S ₀ = b * (h + H) / 2, S ₁ = h * b, b is the height of the isosceles trapezoid, mm.

Технический результат в изобретении достигается тем, что в известном устройстве для осуществления способа, содержащем гильзовый кристаллизатор, с продольным технологическим радиусом Rt=(r+R)/2, зону вторичного охлаждения НЛС, валковую тянуще-правильную клеть, устройство резки НЛЗ, согласно изобретения, предлагается внутреннюю полость гильзового кристаллизатора выполнить с поперечным сечением в виде равнобедренной трапеции, в которой меньшее основание трапеции h и ее высота b равны соответственно ширине и высоте сечения НЛЗ, а большее основание трапеции Н определять из выражения H=C*h*R/r, тянуще-правильную клеть оснастить вертикальными валками, для обжатия ε боковых сторон трапеции НЛС до формирования прямоугольного сечения НЛЗ с одновременным разгибом ее под действием обжатия ε в прямолинейный стержень. Кроме того, предлагается каждую пару вертикальных валков тянуще-правильной клети дополнительно оснастить парой горизонтальных не приводных роликов, для предотвращения искривления оснований трапеции сечения НЛС, при обжатии вертикальными валками ее боковых сторон. Кроме того, согласно изобретению, предлагается тянуще-правильную клеть установить непосредственно за кристаллизатором, в начале ЗВО, при этом выполнять соотношение 6≤Rt/b≤10.The technical result in the invention is achieved by the fact that in a known device for implementing the method comprising a shell mold, with a longitudinal technological radius Rt = (r + R) / 2, a secondary cooling zone of an HLS, a roll pull-and-roll stand, a cutting device of HLS, according to the invention , it is proposed that the inner cavity of the shell mold be made with a cross section in the form of an isosceles trapezoid, in which the smaller base of the trapezoid h and its height b are equal to the width and height of the cross section of the NLZ, and the larger determine the trapezoid Н from the expression H = C * h * R / r, equip the pulling stand with vertical rolls to compress ε the sides of the trapezoid of the NLS to form a rectangular section of the NLS with its simultaneous extension by compressing ε into a straight rod. In addition, it is proposed that each pair of vertical rolls of a pull-and-stand stand is additionally equipped with a pair of horizontal non-drive rollers, to prevent curvature of the base of the trapezoid cross-section of the NLS when the vertical rolls compress its sides. In addition, according to the invention, it is proposed that the pulling-correct stand be installed directly behind the mold, at the beginning of the ZVO, while the ratio 6≤Rt / b≤10 is fulfilled.

На Фиг. 1 показан общий вид машины непрерывного литья заготовки, Фиг. 2 - сечение А-А, Фиг. 3 - сечение В-В, Фиг. 4 - сечение кристаллизатора, Фиг. 5 - МНЛЗ с правильной тянущей клетью, установленной за кристаллизатором.In FIG. 1 shows a general view of a continuous casting machine; FIG. 2 - section AA, FIG. 3 is a cross-section BB, FIG. 4 is a sectional view of the mold; FIG. 5 - CCM with the correct pulling stand installed behind the mold.

Установка для осуществления способа содержит разливочный стенд 1 с установленным на него ковшом 2, промковш 3, кристаллизатор 4, зону вторичного охлаждения 5 непрерывно-литого слитка 6, (Фиг. 1) тянущую правильную клеть 7, с вертикальными валками 8 и горизонтальными роликами 9 (Фиг. 2) ножницы 10 резки на непрерывно-литую заготовку 11. Внутренняя полость кристаллизатора 4 выполнена с поперечным сечением в форме равнобедренной трапеции 12 (Фиг. 3). Большее основание Н трапеции 12 лежит на грани 13 НЛС 6 с минимальным продольным радиусом r, меньшее основание h трапеции расположено на грани 14 НЛС 6 с максимальным продольным радиусом R, при этом выполняется соотношение h/H=r/R=K, где K=0,72-:-0,98.The installation for implementing the method comprises a casting stand 1 with a bucket 2 installed, a bucket 3, a mold 4, a secondary cooling zone 5 of a continuously cast ingot 6, (Fig. 1) pulling a regular stand 7, with vertical rollers 8 and horizontal rollers 9 ( Fig. 2) scissors 10 cutting onto a continuously cast billet 11. The inner cavity of the mold 4 is made with a cross section in the form of an isosceles trapezoid 12 (Fig. 3). The larger base Н of the trapezoid 12 lies on the face 13 of the NLS 6 with the minimum longitudinal radius r, the smaller base h of the trapezoid is located on the face 14 of the NLS 6 with the maximum longitudinal radius R, and the relation h / H = r / R = K is fulfilled, where K = 0.72 -: - 0.98.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Ковш 2 с расплавом устанавливают на разливочный стенд 1. По команде оператора ковш 2 наклоняют и через сливной носок начинают заполнять расплавом промковш 3. Промковш 3, для отсечения шлака, оснащен перегородкой 15 и донными щелевыми пробками 16 для формирования пузырьковой завесы из инертного газа, кроме того, в промковше 3 под станкан-дозатором установлен шиберный затвор 17. По достижении заданного уровня металла в промковше 3, шиберный затвор 17 открывают и подают расплав во внутреннюю полость кристаллизатора 4 с продольным технологическим радиусом Rt=(r+R)/2. Во внутренней полости кристаллизатора 4 начинает формироваться головная часть непрерывно-литого слитка 6, включаются приводы тянущей правильной клети 7 и при помощи цепной затравки непрерывно-литой слиток 6 вытягивается из кристаллизатора 4. Поскольку геометрия сечения внутренней полости кристаллизатора 4 выполнена в виде равнобедренной трапеции 12 и большее основание Н трапеции 12 лежит на грани 13 НЛС 6 с минимальным продольным радиусом r, меньшее основание h трапеции расположено на грани 14 НЛС 6 с максимальным продольным радиусом R, при этом выполняется соотношение h/H=r/R=k, где к=0,72-:-0,98, то создаются благоприятные условия для формирования первичной корки твердой фазы НЛС 6 с преобладанием сжимающих напряжений. Этому условию способствует и конструкция кристаллизатора 4. Кристаллизатор 4 состоит из головной и хвостовой частей. Головная часть кристаллизатора 4 выполнена из медной водо-охлаждаемой гильзы 18. Длина гильзы 18 составляет (1,5-:-2,6)b - размера грани НЛС 6. Хвостовая часть кристаллизатора 4 выполнена составной - из продольно сопряженных упругих водо-охлаждаемых пластин 19. Длина хвостовой части кристаллизатора 4 составляет (3,5-6,5)b. Раскрой каждой пластины 19 соответствует грани НЛС 6 с учетом ее усадки. Пластины 19 плотно прижимаются к граням НЛС 6 при помощи пружин 20 (Фиг. 4), каждая пластина 19 охлаждается от своего контура охлаждения. Сформированный в кристаллизаторе 4 НЛС 6 проходя через ЗВО 5, охлаждается, затвердевает и обжимается по боковым сторонам трапеции вертикальными валками 8, тянущей правильной клети 7. Поскольку выполняется соотношение h/H=r/R, то при обжатии ε по боковым сторонам трапеции НЛС 6 в паре вертикальных валков тянуще правильной клети 7 до формирования прямоугольного сечения НЛЗ 11, происходит одновременное ее распрямление под действием бокового обжатия ε в прямолинейный стержень. Разгиб происходит в благоприятных условиях двухосного напряженно-деформированного состояния с преобладанием сжимающих напряжений, что снижает вероятность образования трещин на поверхности НЛЗ 11, тем самым гарантированно повышается ее качество. Геометрия сечения внутренней полости и конструкция кристаллизатора 4, а также схема обжатия НЛС 6 в вертикальных валках 8, тянущей правильной клети 7 позволяют в несколько раз уменьшить технологический радиус R_t и, следовательно, высоту МНЛЗ, обеспечивают высокое качество НЛЗ 11 при соотношении 6≤Rt/b≤10. При этом, правильную тянущую клеть 7 располагают непосредственно за кристаллизатором 4, в начале ЗВО 5 (Фиг. 5), и боковое обжатие ε с разгибом НЛС 6 производят в твердожидком состоянии, дробно в n парах вертикальных валков 8 тянуще правильной клети 7, при выполнении соотношенияLadle 2 with the melt is installed on the casting stand 1. At the command of the operator, the ladle 2 is tilted and through the drain sock they begin to fill the ladle 3 with the melt. The ladle 3, for cutting off slag, is equipped with a partition 15 and bottom slotted plugs 16 to form a bubble curtain of inert gas, except In addition, a slide gate 17 is installed in the scoop 3 under the machine-tool dispenser. Upon reaching the specified metal level in the scoop 3, the slide gate 17 is opened and the melt is fed into the internal cavity of the mold 4 with a longitudinal technological iusom Rt = (r + R) / 2. In the inner cavity of the mold 4, the head of the continuously cast ingot 6 begins to form, the drives of the pulling stand 7 are turned on, and by means of a chain seed, the continuously cast ingot 6 is pulled out of the mold 4. Since the geometry of the cross section of the inner cavity of the mold 4 is made in the form of an isosceles trapezoid 12 and the larger base H of the trapezoid 12 lies on the face 13 of the NLS 6 with the minimum longitudinal radius r, the smaller base h of the trapezoid is located on the face 14 of the NLS 6 with the maximum longitudinal radius R, while the relation h / H = r / R = k, where k = 0.72 - - 0.98, the favorable conditions for the formation of the primary solids cake 6 DL with a predominance of compressive stresses. This condition also contributes to the design of the mold 4. The mold 4 consists of a head and a tail. The head part of the mold 4 is made of a copper water-cooled sleeve 18. The length of the sleeve 18 is (1.5 -: - 2.6) b - the size of the face of the NLS 6. The tail part of the mold 4 is made integral of longitudinally coupled elastic water-cooled plates 19. The length of the tail of the mold 4 is (3.5-6.5) b. The cutting of each plate 19 corresponds to the face of the NLS 6, taking into account its shrinkage. The plates 19 are tightly pressed against the faces of the NLS 6 using springs 20 (Fig. 4), each plate 19 is cooled from its cooling circuit. Formed in the mold 4 of the NLS 6 passing through the ZVO 5, it cools, hardens and is crimped along the sides of the trapezoid with vertical rollers 8, pulling the regular stand 7. Since the ratio h / H = r / R is fulfilled, when compressing ε along the sides of the trapezoid, the NLS 6 in a pair of vertical rolls, pulling straight to stand 7 to the formation of a rectangular cross-section NLZ 11, it is simultaneously straightened under the action of lateral compression ε into a straight rod. The bending occurs under favorable conditions of a biaxial stress-strain state with a predominance of compressive stresses, which reduces the likelihood of cracking on the surface of the NLZ 11, thereby guaranteeing a higher quality. The geometry of the cross section of the inner cavity and the design of the mold 4, as well as the compression scheme of the NLS 6 in the vertical rollers 8, pulling the correct stand 7 allow several times to reduce the technological radius R _t and, therefore, the height of the caster, provide high quality NLZ 11 with a ratio of 6≤Rt / b≤10. At the same time, the correct pulling stand 7 is located directly behind the mold 4, at the beginning of the ЗВО 5 (Fig. 5), and the lateral compression ε with the extension of the NLS 6 is carried out in a solid-liquid state, fractional in n pairs of vertical rolls 8 pulling the correct stand 7, when performing the ratio

Σ_n=iε_i=C*ε, где n=2, 3, 4, 5, С - коэффициент учитывающий влияние на обжатие ε наличия с сечении жидкой фазы НЛС 6,Σ _{n = i} ε _i = C * ε, where n = 2, 3, 4, 5, С - coefficient taking into account the effect on the compression ε of the presence of the cross section of the liquid phase of the NLS 6,

C=К_ф*S₀/S_тв, где S_тв - площадь твердой фазы в сечении, К_ф - коэффициент, учитывающий химический состав и механические характеристики разливаемого сплава - из интервала 0,52-:-1,02, S₀ - площадь исходного сечения НЛС, определяется как площадь равнобедренной трапеции, С находится в диапазоне 1,02-:-1,18. ε_i=(S_i-Si+1)/S_i, где S_i - площадь сечения НЛС 6 до обжатия в n паре вертикальных валков 8, S_i+1 - площадь сечения НЛС 6 после обжатия в n паре вертикальных валков 8. ε=(S₀-S₁)/S₀, где S₀=b*(h+H)/2, S₁=h*b, b - высота равнобедренной трапеции, мм. Для предотвращения искривления оснований трапеции сечения НЛС 6, при обжатии вертикальными валками 8 ее боковых сторон каждая пара вертикальных валков 8 тянуще - правильной клети 7 дополнительно оснащена парой горизонтальных не приводных роликов 9, обеспечивающих предотвращение искривления оснований трапеции сечения НЛС, при обжатии вертикальными валками ее боковых сторон. Прямолинейный НЛС 6, полностью затвердевает в ЗВО 5, и, затем, режется ножницами 10 на мерную НЛЗ 11.C = K _f * S ₀ / S _tv , where S _tv is the area of the solid phase in the cross section, K _f is the coefficient taking into account the chemical composition and mechanical characteristics of the cast alloy from the interval 0.52 -: - 1.02, S ₀ - the initial cross-sectional area of the NLS is defined as the area of an isosceles trapezoid, C is in the range 1.02 -: - 1.18. ε _i = (S _i -Si + 1) / S _i , where S _i is the cross-sectional area of the NLS 6 before compression in the n pair of vertical rolls 8, S _{i + 1} is the cross-sectional area of the NLS 6 after compression in the n pair of vertical rolls 8. ε = (S ₀ -S ₁ ) / S ₀ , where S ₀ = b * (h + H) / 2, S ₁ = h * b, b is the height of the isosceles trapezoid, mm. To prevent the base of the trapezoid of the cross-section of the NLS 6 being prevented from being squeezed by vertical rolls 8 of its lateral sides, each pair of vertical rolls 8 of a pulling-up stand 7 is additionally equipped with a pair of horizontal non-driven rollers 9, which prevent curvature of the base of the cross-section of the NLS when the vertical rolls are crimping its side parties. The rectilinear NLS 6, completely hardens in ZVO 5, and, then, is cut with scissors 10 into a measured NLZ 11.

Таким образом, высокое качество непрерывно-литой заготовки обеспечивает максимальное приближение размеров исходной сортовой заготовки к размерам готового проката. Это позволяет существенно снизить суммарную прокатную деформацию для получения высококачественного проката, сократить необходимое количество прокатных проходов и следовательно металлоемкость и энергоемкость технологического оборудования и в результате, снизить общие производственные затраты и себестоимость металлопродукции. Кроме того, возможность применения МНЛЗ с малой технологической высотой (для сортовой заготовки в интервале размеров от 65 до 100 мм, технологический радиус R_t≤1,5 метров), существенно повышает гибкость всего технологического комплекса, позволяет без дополнительных затрат останавливать и запускать производственный процесс, легко переходить с одного типоразмера проката на другой. Все это повышает конкурентную способность металлургического производства в условиях ограниченной производительности и малых объемов производственных партий.Thus, the high quality of the continuously cast billet ensures the maximum approximation of the sizes of the initial high-quality billets to the dimensions of the finished product. This allows you to significantly reduce the total rolling deformation to obtain high-quality rolled products, reduce the required number of rolling passes and, consequently, the metal and energy consumption of the process equipment and, as a result, reduce the overall production costs and the cost of metal products. In addition, the possibility of using a continuous casting machine with a small technological height (for high-quality billets in the size range from 65 to 100 mm, technological radius R _t ≤1.5 meters), significantly increases the flexibility of the entire technological complex, allows you to stop and start the production process at no additional cost , it is easy to switch from one type of rental to another. All this increases the competitive ability of metallurgical production in conditions of limited productivity and small volumes of production lots.

Пример 1.Example 1

Производили разливку стали ст. 25Г2С на квадрат 125 мм, технологический радиус МНЛЗ R_t=3000 мм; К=0,957; при этом размеры сечения НЛС b=h=125 мм; Н=130 мм.; ε=0,02.Made steel casting st. 25Г2С per square 125 mm, technological radius of the continuous casting machine R _t = 3000 mm; K = 0.957; while the dimensions of the cross section of the NLS b = h = 125 mm; N = 130 mm .; ε = 0.02.

Деформацию боковых сторон НЛС и разгиб в прямолинейный стержень производили в одной паре вертикальных валков правильно-тянущей машины, в конце зоны затвердевания НЛС. Непрерывная разливка обеспечивала получение непрерывно-литой заготовки с высоким качеством поверхности.The deformation of the lateral sides of the NLS and the extension into a straight rod were performed in one pair of vertical rolls of a straight-pulling machine, at the end of the hardening zone of the NLS. Continuous casting provided a continuously cast billet with high surface quality.

Пример 2.Example 2

Производили разливку 12Х18Н10Т на квадрат 80 мм, технологический радиус МНЛЗ Rt=800 мм; К=0,82; при этом размеры сечения НЛС b=h=80 мм; Н=100 мм; ε=0,11. Тянущая правильная клеть была установлена за кристаллизатором. Боковое обжатие и разгиб НЛС производили в твердожидком состоянии НЛС последовательно в трех парах вертикальных валков, дополнительно снабженных горизонтальными не приводными роликами. Скорость разливки -4 м/мин. Толщина корки твердой фазы при деформации боковых сторон НЛС-20 мм, К_ф=0,66; С=1,13; Суммарное боковое обжатие НЛС составляло ε*С=ε₁+ε₂+ε₃=0,124; длина прямолинейной ЗВО - 6,5 м. Процесс разливки был устойчивым, качество непрерывно литой заготовки - высокое.They cast 12X18H10T onto a square of 80 mm, the technological radius of the continuous casting machine Rt = 800 mm; K = 0.82; while the dimensions of the cross-section of the NLS b = h = 80 mm; H = 100 mm; ε = 0.11. A pulling stand was installed behind the mold. Lateral compression and extension of the NLS was performed in the solid-liquid state of the NLS in succession in three pairs of vertical rolls, additionally equipped with horizontal non-driven rollers. Casting speed -4 m / min. The thickness of the crust of the solid phase during deformation of the lateral sides of the NLS-20 mm, K _f = 0.66; C = 1.13; The total lateral compression of the NLS was ε * C = ε ₁ + ε ₂ + ε ₃ = 0.124; the length of the straight-line ZVO is 6.5 m. The casting process was stable, the quality of the continuously cast billet was high.

1. А.Н. Смирнов, С.В. Куберский, А.Л. Подкорытов, В.Е. Ухин, А.В. Кравченко, А.Ю. Оробцев, Смирнов А.Н. и др. Непрерывная разливка сортовой заготовки: Монография. Донецк: Цифровая типография, 2012. - 417 с. УДК 621.746.5.047; ISBN 978-966-310-285-6, https://steeltimes.ru/books/casting/sortccm/sortccm.php1. A.N. Smirnov, S.V. Kubersky, A.L. Podkorytov, V.E. Ukhin, A.V. Kravchenko, A.Yu. Orobtsev, Smirnov A.N. et al. Continuous Casting of High-Quality Billets: Monograph. Donetsk: Digital Printing House, 2012 .-- 417 p. UDC 621.746.5.047; ISBN 978-966-310-285-6, https://steeltimes.ru/books/casting/sortccm/sortccm.php

Claims

1. The method of continuous casting of high-quality billets, including the supply of the melt to the radius mold, the formation in the mold of the primary crust of the solid phase of a continuously cast ingot (NLS), drawing the NLS from the mold, cooling and crystallization of the NLS in the secondary cooling zone (ZVO), extension of the NLS and cutting, characterized in that in the mold form the HLS with the initial cross section in the form of an isosceles trapezoid, the larger base H of which lies on the edge of the HLS with a minimum longitudinal radius r, and a smaller base e h trapezoid - on the edge of the NLS with a maximum longitudinal radius R, while fulfilling the ratio:

where k = 0.72-0.98,

carry out the extension of the NLS into a straight continuous cast billet (NLZ), combined with compression ε on the sides of the trapezoid in a pair of vertical rolls of a pull-and-stand stand until a rectangular section of the NLZ is formed,

wherein the compression is

ε = (S ₀ -S ₁ ) / S ₀ ,

Where

s ₁ = h * b, b is the height of the isosceles trapezoid, mm, and S ₀ is the area of the initial cross section of the NLS, is defined as the area of the isosceles trapezoid, while the ε is compressed on the sides of the trapezoid of the NLS in a fractionally solid state, in n pairs of vertical rolls pull-right stand, while performing the ratio:

where n = 2, 3, 4, 5,

C = K _f * S ₀ / S _tv ,

where C is a coefficient taking into account the effect on compression ε of the presence of an NLS in the cross section of the liquid phase and is in the range 1.02-1.18, S _tv is the area of the solid phase in the cross section, and K _f is the coefficient taking into account the chemical composition and mechanical characteristics of the cast alloy from the interval of 0.52-1.02,

ε _i = (S _i -S _{i + 1} ) / S _i ,

where S _i - the cross-sectional area of the NLS before compression in n pair of vertical rolls,

S _{i + 1} is the cross-sectional area of the NLS after compression in n pair of vertical rolls.

2. Installation for continuous casting of high-quality billets, containing a shell mold with a longitudinal technological radius R _t = (r + R) / 2, where r is the minimum longitudinal radius, R is the maximum longitudinal radius, zone of the secondary cooling of the NLS, roll-pull stand , a cutting device, characterized in that the inner cavity of the shell mold is made with a cross section in the form of an isosceles trapezoid, in which the smaller base of the trapezoid h and its height b are equal to the width and height of the section of the NLS, while the ratio 6≤R _t / b≤10 is fulfilled, and the larger base of the trapezoid H is determined from the expression H = C * h * R / r,

where C is a coefficient that takes into account the effect on the compression ε of the presence in the cross section of the liquid phase of the NLS and is in the range 1.02-1.18,

wherein C = K _f * S ₀ / S _tv , S _tv is the area of the solid phase in the cross section, K _f is the coefficient taking into account the chemical composition and mechanical characteristics of the cast alloy from the interval 0.52-1.02, S ₀ is the area of the initial cross-section of the NLS, is defined as the area of an isosceles trapezoid S ₀ = b * (h + H) / 2, and a pull-right stand is installed directly behind the mold, at the beginning of the ZVO, and is equipped with n pairs of vertical rolls to perform fractional compression ε of the lateral sides of the NLS before the formation of a rectangular cross-section of the NLZ with its simultaneous extension under the action of bzhatiya ε a rectilinear rod, n = 2, 3, 4, 5.

3. Installation according to claim 2, characterized in that each pair of vertical rolls of a pull-and-stand stand is equipped with a pair of horizontal non-drive rollers to ensure that the base of the trapezoid cross-section of the NLS is not curved when the vertical rolls compress its sides.