RU2086349C1 - Method of secondary cooling of curved castings in continuous casting machines and device for its embodiment - Google Patents
Method of secondary cooling of curved castings in continuous casting machines and device for its embodiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2086349C1 RU2086349C1 RU93058067A RU93058067A RU2086349C1 RU 2086349 C1 RU2086349 C1 RU 2086349C1 RU 93058067 A RU93058067 A RU 93058067A RU 93058067 A RU93058067 A RU 93058067A RU 2086349 C1 RU2086349 C1 RU 2086349C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- workpiece
- angle
- secondary cooling
- continuous casting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и может быть использованы в сталеплавильном производстве для охлаждения непрерывнолитых заготовок во вторичной зоне машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) криволинейного типа. The invention relates to metallurgy and can be used in steelmaking for cooling continuously cast billets in the secondary zone of continuous casting machines (CCM) of a curved type.
В настоящее время в технологии получения непрерывнолитых заготовок применяют различные способы охлаждения и охлаждающие устройства, главной задачей которых является реализация оптимальной гидродинамической картины распределения охладителя в зоне вторичного охлаждения (ЗВО), обеспечивающей высокую производительность МНЛЗ при удовлетворительном качестве заготовок. Currently, in the technology for producing continuously cast billets, various cooling methods and cooling devices are used, the main task of which is to realize the optimal hydrodynamic picture of the distribution of the cooler in the secondary cooling zone (ZVO), which ensures high productivity of continuous casting machines with satisfactory quality of the billets.
Однако адаптация известных способов и устройств в реальных условиях на МНЛЗ определенной конструкции представляет известные трудности, препятствующие достижению положительного эффекта. Современные криволинейные МНЛЗ высокой производительности оснащаются во вторичной зоне разрезными и многоопорными роликами, имеющими средние (промежуточные) опоры (Совершенствование конструкций, исследование и расчет машин непрерывного литья заготовок. Сб. ВНИИМетМаш. М. 1987). Наличие таких опор существенно изменяет гидродинамическую картину в ЗВО, что в свою очередь приводит к искажениям температурного поля заготовки. However, the adaptation of known methods and devices in real conditions on continuous casting machine of a certain design presents known difficulties that impede the achievement of a positive effect. Modern curvilinear continuous casting machines of high productivity are equipped in the secondary zone with split and multi-support rollers having medium (intermediate) bearings (Structural Improvement, research and calculation of continuous casting machines. Sat. VNIIMetMash. M. 1987). The presence of such supports substantially changes the hydrodynamic picture in the SCZ, which in turn leads to distortions in the temperature field of the workpiece.
Это обусловлено следующим:
корпуса средних (промежуточных) опор экранируют поверхность заготовки под ними, ограничивая попадания охладителя на экранируемую часть;
использование роликов со средними (промежуточными) опорами приводит к разрыву контакта роликов с заготовкой вдоль образующей, в результате чего образуются каналы для неконтролируемого отвода отработанного охладителя.This is due to the following:
the middle (intermediate) support bodies shield the surface of the workpiece under them, restricting the cooler from reaching the screened part;
the use of rollers with middle (intermediate) supports leads to rupture of the contact of the rollers with the workpiece along the generatrix, as a result of which channels are formed for uncontrolled removal of the spent cooler.
На фиг. 1 представлены результаты исследований температурного состояния заготовки в ЗВО МНЛЗ-5 АО "Северсталь". Кривая 1 демонстрирует температурный профиль поверхности заготовки со стороны малого радиуса в первой секции (для сечения заготовки, отстоящего на расстоянии 0,78 м от кристаллизатора), а кривая 2 в конце четвертой секции (для сечения, отстоящего на расстоянии 9,5 м от кристаллизатора). Из приведенных зависимостей следует, что в начале ЗВО имеет место недоохлаждение заготовки в средней части (режим охлаждения задавался из условия поддержания температуры поверхности заготовки в ЗВО 950oC, что соответствует пунктирной прямой на фиг.1, где температура превышает требуемую на 210-230oC. Анализ кривой 2 показывает, что в конце радиального участка картина изменяется в противоположную сторону. Здесь имеет место переохлаждение средней части на 130-140oC, а также заметно переохлаждение ребер на 230-240oC. Последнее свидетельствует о том, что поверхность средней и угловой части поперечного сечения заготовки попадает перед зоной разгиба в опасную зону температурного охрупчивания, где вероятность появления трещин очень высокая.In FIG. 1 presents the results of studies of the temperature state of the workpiece in the ZVO CCM-5 of Severstal JSC.
Известен способ и устройство водовоздушного охлаждения, разработанный фирмой Coucast (См. "Air mist cooling on slab casters, Willim F." Coucast Fehnol nens, 1984, 23, N 1, 5-6), где охладитель подают со стороны узких граней заготовки в виде узких факелов (струй) вдоль широких граней сляба с помощью спрейерного устройства, сопла которого установлены в два ряда со стороны узких граней сляба. A known method and device for water-air cooling developed by Coucast (See "Air mist cooling on slab casters, Willim F. Coucast Fehnolens, 1984, 23,
Способ и устройство обладают следующими недостатками:
подача охладителя со стороны узких граней при наличии средних (промежуточных) опор приводит к непроизводительным потерям подаваемого охладителя и полной потере контроля над отработанным охладителем на грани малого радиуса;
отсутствие приемов, регламентирующих условия подачи охладителя относительно ребер заготовки и средних опор, приводит к существенной неравномерности температурного профиля поверхности заготовки;
оснащение устройства соплами, установленными в два ряда без определенной ориентации относительно друг друга, приводит к скоплению охладителя под промежуточными опорами и переохлаждению заготовки перед зоной ее разгиба.The method and device have the following disadvantages:
the supply of cooler from the side of narrow faces in the presence of medium (intermediate) supports leads to unproductive losses of the supplied cooler and a complete loss of control over the spent cooler on the verge of small radius;
the lack of techniques governing the supply conditions of the cooler relative to the edges of the workpiece and the middle supports, leads to a significant non-uniformity of the temperature profile of the surface of the workpiece;
equipping the device with nozzles installed in two rows without a specific orientation relative to each other leads to accumulation of a cooler under the intermediate supports and supercooling of the workpiece in front of its extension zone.
Известен способ вторичного охлаждения непрерывного слитка и устройство для его осуществления по а.с. СССР N 1201049, кл. В 22 D 11/124, где регламентируются условия подачи охладителя и приведены конструктивные параметры устройства в части установки форсунок. Согласно этому способу, подачу охладителя на поверхность заготовки осуществляют в виде попарно скрещивающихся веерных факелов, образующих в плоскости поперечного сечения заготовки общий факел с фиксированной длиной и шириной. Устройство для реализации способа содержит попарно установленные коллектора, оснащенные форсунками, центральные оси которых в плоскости поперечного сечения коллекторов пересекаются под углом. A known method of secondary cooling of a continuous ingot and a device for its implementation by AS USSR N 1201049, class In 22
Способ и устройство обладают следующими недостатками:
способ не предусматривает приемов, улучшающих тепловое состояние заготовки при наличии средних опор, а подача факелов с общей длиной, равной таковой одного из них, приводит к недоохлаждению заготовки в первых секциях, при использовании факелов с малой длиной и переохлаждению заготовки при использовании факелов с длиной, равной размеру заготовки;
выполнение устройства в виде двухрядного спрейера, оснащенного форсунками, смежные из которых своими осями пересекаются под одним и тем же углом во всех секциях устройства, не позволяет усилить охлаждение под средними опорами первых секций и эффективно разрушить поток отработанного охладителя в последующих секциях.The method and device have the following disadvantages:
the method does not provide methods that improve the thermal state of the workpiece in the presence of medium supports, and the supply of flares with a total length equal to that of one of them leads to undercooling of the workpiece in the first sections, when using flares with a short length and supercooling of the workpiece when using flares with a length equal to the size of the workpiece;
the implementation of the device in the form of a two-row sprayer equipped with nozzles, the adjacent of which with their axes intersect at the same angle in all sections of the device, does not allow to intensify cooling under the middle supports of the first sections and effectively destroy the flow of spent cooler in subsequent sections.
Последние способ и устройство выбраны в качестве прототипа. The latter method and device are selected as a prototype.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение качества заготовок и повышение устойчивости процесса непрерывного литья. The technical result of the invention is to improve the quality of the workpieces and increase the stability of the continuous casting process.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе вторичного охлаждения МНЛЗ, включающем подачу охладителя на ее поверхность в виде попарно скрещивающихся факелов, образующих в плоскости поперечного сечения заготовки общий факел с фиксированной длиной и шириной, факелы смещают от ребра заготовки в направлении технологической оси МНЛЗ, при этом величину смещения увеличивают пропорционально увеличению расстояния факела от кристаллизатора до величины, равной половине малого размера поперечного сечения заготовки в конце первого участка охлаждения, длину которого выбирают в пределах 8-14% от длины жидкой фазы, а на оставшемся участке зоны вторичного охлаждения смещения факелов увеличивают на величину прироста толщины твердой оболочки заготовки. Кроме того, угол скрещивания факелов устанавливают переменным вдоль технологической оси МНЛЗ, при этом в начале зоны вторичного охлаждения упомянутый угол устанавливают 12-24o, а к концу радиального участка его увеличивают до 30-50o.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of secondary cooling of the continuous casting machine, comprising supplying a cooler to its surface in the form of pairwise crossing flares forming a common torch in the plane of the cross section of the workpiece with a fixed length and width, the torches are displaced from the workpiece edge in the direction of the technological axis of the continuous casting machine while the amount of displacement is increased in proportion to the increase in the distance of the torch from the mold to a value equal to half the small size of the cross section of the workpieces at the end of the first cooling region, the length of which is selected in the range of 8-14% of the length of the liquid phase, and the remaining portion of the secondary cooling zone torches is increased by the offset value increment solid preform shell thickness. In addition, the angle of intersection of the flares is set variable along the technological axis of the continuous casting machine, while at the beginning of the secondary cooling zone the angle is set to 12-24 o , and by the end of the radial section it is increased to 30-50 o .
В известном устройстве для реализации способа, содержащем попарно установленные коллектора, оснащенные форсунками, центральные оси которых в плоскости поперечного сечения коллекторов пересекаются под углом, смежные форсунки парных коллекторов, установленных в первой секции устройства, составляет 12-24o и увеличивается с увеличением номера секции, достигая в последней секции устройства 30-50o.In the known device for implementing the method, containing pairwise mounted collectors equipped with nozzles, the central axes of which in the plane of the cross-section of the collectors intersect at an angle, the adjacent nozzles of the pair of collectors installed in the first section of the device is 12-24 o and increases with increasing section number, reaching in the last section of the device 30-50 o .
Сущность предлагаемого изобретения показана на фиг. 2-3. The essence of the invention is shown in FIG. 2-3.
На фиг. 2 представлена схема реализации способа с помощью двухрядного спрейерного устройства, две смежных форсунки которого продуцируют два плоских факела в общее межроликовое пространство. Устройство включает коллекторы 1 с форсунками 2, центральные оси которых пересекаются под углом α
Подачу охладителя осуществляют из коллектора 1 через форсунки 2 в пространство между роликами 3 на поверхность заготовки 4, размеры которой в плоскости поперечного сечения составляют a и b, причем, а≅b. Опорные ролики 3 имеют средние опоры 5, позволяющие при меньшем диаметре бочки выдерживать большие усилия со стороны заготовки. Факелы подаваемого охладителя смещают от ребра заготовки к технологической оси МНЛЗ на величину D в.In FIG. 2 shows a diagram of the implementation of the method using a two-row sprayer device, two adjacent nozzles of which produce two flat torches in a common inter-roller space. The device includes
The cooler is supplied from the
На фиг. 3 представлена схема поля орошения заготовки в ЗВО. Площадка орошения (заштрихованная область) сужается с удалением от кристаллизатора вследствие использования приема смещения факелов и уже в конце первого участка, длиной l1, меньше соответствующего размера заготовки в на величину Длину l1 выбирают предварительно из условия ее равенства 0,08-0,14 длины жидкой фазы. На оставшемся участке смещение Δb2 факелов увеличивают пропорционально росту твердой оболочки заготовки, т.е. на величину прироста толщины твердой оболочки.In FIG. Figure 3 presents a diagram of the field of irrigation of the workpiece in the ZVO. The irrigation area (shaded area) narrows with distance from the mold due to the use of the torch displacement technique and already at the end of the first section, length l 1 , is less than the corresponding size of the workpiece by The length l 1 is preliminarily selected from the condition of its equality of 0.08-0.14 the length of the liquid phase. In the remaining section, the offset Δb of 2 torches is increased in proportion to the growth of the hard shell of the workpiece, i.e. by the value of the increase in the thickness of the hard shell.
Угол α скрещивания факелов устанавливают переменным вдоль технологической оси МНЛЗ, при этом в начале ЗВО (первая роликовая секция) угол a устанавливают 12-24o, а к концу радиального участка МНЛЗ его увеличивают до 30-50o.The angle α of the crosses of the flares is set variable along the technological axis of the CCM, while at the beginning of the SCW (first roller section) the angle a is set to 12-24 o , and by the end of the radial section of the CCM it is increased to 30-50 o .
Эффективность способа снижается за пределами заявляемого диапазона углов. Так с увеличением угла α > 50° заметно растут непроизводительные потери охладителя и усложняется контроль режима охлаждения ввиду усиления роли неорганизованного охладителя в теплообменном процессе. С уменьшением угла α < 12° возрастает неравномерность охлаждения в начале (неохлаждение средней части), так и в конце ЗВО (переохлаждение средней части поверхности заготовки).The effectiveness of the method is reduced outside the proposed range of angles. Thus, with an increase in the angle α> 50 °, the unproductive losses of the cooler noticeably increase and the control of the cooling regime becomes more complicated due to the increasing role of the disorganized cooler in the heat exchange process. With a decrease in the angle α <12 ° , the non-uniformity of cooling at the beginning (non-cooling of the middle part) and at the end of the SCZ (supercooling of the middle part of the surface of the workpiece) increases.
Пример. В процессе непрерывной разливки стали (ст. 3), температура которой в промковше 1540oC, в заготовку сечением 1550х250 мм2 со скоростью вытягивания 1 м/мин, в режиме охлаждения, обеспечивающем температуру поверхности заготовки в ЗВО 950oC, предлагаемый способ реализовали следующим образом.Example. In the process of continuous casting of steel (station 3), the temperature of which in the pitcher is 1540 o C, into the workpiece with a cross section of 1550x250 mm 2 with a drawing speed of 1 m / min, in the cooling mode, providing the surface temperature of the workpiece in the ZVO 950 o C, the proposed method was implemented in the following way.
1. Определяют длину l1 первого участка охлаждения, которая составляет 8-14% от длины Lж фазы. Для данного режима разливки Lж=25м. Тогда l1= 25•(0,08-0,14)=(2,0-3,l5)м. Выбирают среднее значение l1=2,75 m.1. Determine the length l 1 of the first cooling section, which is 8-14% of the length L W phase. For this casting mode L W = 25m. Then l 1 = 25 • (0.08-0.14) = (2.0-3, l5) m. Choose an average value of l 1 = 2.75 m.
2. Определяют величину смещения факелов на первом участке. В соответствии с предлагаемым способом Тогда для любого факела в пределах первого участка охлаждения смещение определится из условия пропорциональности расстоянию l до кристаллизатора в виде мм/м. Например, для факела, отстоящего на расстоянии 2 м от кристаллизатора, Δb1=45,45•2=90,9 мм.2. Determine the amount of displacement of the torches in the first section. In accordance with the proposed method Then, for any torch within the first cooling section, the displacement is determined from the condition of proportionality to the distance l to the crystallizer in the form mm / m For example, for a torch at a distance of 2 m from the mold, Δb 1 = 45.45 • 2 = 90.9 mm.
3. Определяют величину смещения факелов на оставшемся участке ЗВО. Толщину твердой оболочки определяют по известной формуле где l - расстояние до уровня жидкой фазы (мениск), м, Vp -скорость разливки, м/мин, К коэффициент отвердевания,мм, мин 1/2. Согласно предлагаемому способу, на оставшемся участке ЗВО смещение факелов от ребра к технологической оси МНЛЗ увеличивают на величину прироста Δd твердой оболочки. Тогда (здесь l1 расстояние от уровня жидкой фазы до конца первого участка и с учетом высоты столба жидкости в кристаллизаторе 1 м; 3,75 м) и Например, для факела, отстоящего на расстоянии 15 м от кристаллизатора, величина смещения составит (здесь К=25 мм, мин 1/2 для выбранного режима разливки с температурой поверхности заготовки в ЗВО 950oC).3. Determine the magnitude of the displacement of the torches in the remaining section of the ZVO. The thickness of the hard shell is determined by the known formula where l is the distance to the level of the liquid phase (meniscus), m, V p is the casting speed, m / min, K solidification coefficient, mm,
4. Подачу охладителя на поверхность заготовки непосредственно под кристаллизатором (между кристаллизатором и первым роликом) осуществляют известным способом (Δb 0; d Const), при котором факелы охватывают заготовку по всему периметру его сечения. Подачу охладителя на боковую (малую) грань в рамках предлагаемого способа осуществляют только на первом участке. 4. The supply of the cooler to the surface of the workpiece directly below the mold (between the mold and the first roller) is carried out in a known manner (
5. Смещение факелов к технологической оси МНЛЗ осуществляют путем перемещения спрейерных устройств или поворота коллекторов (форсунок) на определенный угол α
Ниже в таблице приведены значения параметров реализации способа.5. The displacement of the flares to the technological axis of the continuous casting machine is carried out by moving the sprayer devices or by rotating the collectors (nozzles) by a certain angle α
The table below shows the values of the parameters of the method.
На фиг. 4 представлены результаты опробования предлагаемого способа, где кривые 1-2 демонстрируют тепловой профиль поверхности заготовки в сечениях, отстоящих на расстояниях 0,78 и 9,50 м от кристаллизатора, соответственно. Совместный анализ кривых, приведенных на фиг. 1 и 4, показывает, что использование предлагаемого способа приводит к существенному улучшению теплового состояния заготовки в ЗВО. Заметно улучшилось охлаждение средней части заготовки в первой секции (что позволило увеличить толщину твердой оболочки на выходе из первой секции на 8-11%). В конце радиального участка применение предлагаемого способа позволило практически исключить переохлаждение заготовки в средней и существенно уменьшить переохлаждение угловой части. In FIG. 4 presents the results of testing the proposed method, where curves 1-2 show the thermal profile of the surface of the workpiece in sections spaced at distances of 0.78 and 9.50 m from the mold, respectively. A joint analysis of the curves shown in FIG. 1 and 4, shows that the use of the proposed method leads to a significant improvement in the thermal state of the workpiece in the ZVO. The cooling of the middle part of the billet in the first section has noticeably improved (which made it possible to increase the thickness of the hard shell at the outlet of the first section by 8-11%). At the end of the radial section, the application of the proposed method made it possible to practically eliminate the supercooling of the workpiece in the middle and significantly reduce the supercooling of the corner part.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет выравнить температурный профиль поверхности заготовки и тем самым повысить устойчивость процесса литья за счет интенсификации охлаждения под средними опорами в начале ЗВО, а также избежать переохлаждения заготовки перед зоной разгиба и тем самым обеспечить прогнозируемый уровень качества непрерывнолитой заготовки. Thus, the use of the invention allows to equalize the temperature profile of the surface of the workpiece and thereby increase the stability of the casting process due to the intensification of cooling under the middle supports at the beginning of the ZVO, as well as to avoid overcooling the workpiece in front of the extension zone and thereby provide a predicted level of quality of continuously cast billet.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93058067A RU2086349C1 (en) | 1993-12-30 | 1993-12-30 | Method of secondary cooling of curved castings in continuous casting machines and device for its embodiment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93058067A RU2086349C1 (en) | 1993-12-30 | 1993-12-30 | Method of secondary cooling of curved castings in continuous casting machines and device for its embodiment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93058067A RU93058067A (en) | 1996-09-10 |
RU2086349C1 true RU2086349C1 (en) | 1997-08-10 |
Family
ID=20151073
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93058067A RU2086349C1 (en) | 1993-12-30 | 1993-12-30 | Method of secondary cooling of curved castings in continuous casting machines and device for its embodiment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2086349C1 (en) |
-
1993
- 1993-12-30 RU RU93058067A patent/RU2086349C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1201043, кл. B 22 D 11/124, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3333624A (en) | Casting wheel cooling method | |
WO1993019874A1 (en) | A cooled support roller | |
US3578064A (en) | Continuous casting apparatus | |
CN202343597U (en) | Shielding device for cooled side part of rolled thick plate | |
RU2086349C1 (en) | Method of secondary cooling of curved castings in continuous casting machines and device for its embodiment | |
EP0407978B1 (en) | Roll casting machine crown control | |
CA1220620A (en) | Apparatus for optimizing cooling of a generally circular cross-sectional, longitudinal shaped workpiece | |
CN211360593U (en) | Continuous casting system for polygonal casting blank | |
CN114555260B (en) | Continuous casting mold | |
SU980884A1 (en) | Rolling roll cooling method | |
KR19980019028A (en) | Metal strip continuous casting machine and method | |
RU2147262C1 (en) | Method for guiding continuous billets in continuous casting plant and apparatus for its embodiment | |
US3886996A (en) | Device for producing internal cylindrical space in ingots | |
CN214517483U (en) | Vertical section nozzle arrangement structure of slab caster | |
SU1014638A1 (en) | Mould with open exterior cooling | |
SU422522A1 (en) | DORN FOR CASTING OF HALF CUTS | |
US4577482A (en) | Method and apparatus for treating work rolls in a rolling mill | |
US11780001B2 (en) | Crystallizer for the continuous casting of a metal product, and corresponding casting method | |
CN113704919B (en) | Numerical method for secondary cooling spray state in billet continuous casting and drawing direction | |
CN217018530U (en) | Secondary cooling water spraying device for continuous casting square billet | |
SU1773552A1 (en) | Method of cooling blanks in continuous casting | |
JPH09201661A (en) | Method for secondary-cooling continuously cast slab | |
RU2800555C1 (en) | Mould for continuous casting of a metal product and corresponding casting method | |
JPH03297541A (en) | Mold for continuous casting equipment | |
RU2025203C1 (en) | Method for making thermal profile of support roller in secondary cooling zone of continuous slab-casting machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091231 |