RU2108199C1 - Secondary cooling apparatus for continuous billet casting machine - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: apparatus has roller section and collectors with nozzles spaced from surface to be cooled by distance depending on pitch, diameter of rollers in working zone and angle between tangents drawn from nozzle center to adjacent rollers. EFFECT: increased efficiency and improved quality of continuously cast billets by effective usage of dispersed coolant flare. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к машинам непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). The invention relates to the field of metallurgy, specifically to continuous casting machines (CCM).

Известно устройство вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок, включающее опорные элементы в виде роликов, сгруппированные в секции и коллекторы вторичного охлаждения с установленными на них форсунками для распыления охладителя, подаваемого на поверхность затвердевающего непрерывнолитого слитка. Форсунки для распыления охладителя располагаются таким образом, что факел охлаждения попадает между роликов. A device is known for secondary cooling of a continuous casting machine, including supporting elements in the form of rollers, grouped into sections and secondary cooling manifolds with nozzles mounted on them for spraying a cooler supplied to the surface of a solidified continuously cast ingot. The nozzles for spraying the cooler are positioned so that the cooling torch enters between the rollers.

Недостатком существующей конструкции зоны вторичного охлаждения является то, что при расположении форсунок не учитывают связь между их удалением от охлаждаемой поверхности, шагом роликов и диаметром роликов. Это приводит к тому, что подаваемый на охлаждаемую поверхность распыленный факел охладителя используется неэффективно, при этом площадь поверхности контакта факела охлаждения со слитком снижается, что вызывает переохлаждение слитка в этих местах и последующий разогрев которых приводит к возникновению дефектов, а именно трещин. Техническим результатом данного решения является улучшение качества непрерывнолитой заготовки. The disadvantage of the existing design of the secondary cooling zone is that when the nozzles are located, the relationship between their distance from the cooled surface, the pitch of the rollers and the diameter of the rollers is not taken into account. This leads to the fact that the atomized cooler torch supplied to the cooled surface is used inefficiently, while the contact surface area of the cooling torch with the ingot decreases, which causes the ingot to be supercooled in these places and subsequent heating of which leads to the occurrence of defects, namely cracks. The technical result of this solution is to improve the quality of continuously cast billets.

Предлагаемое устройство зоны вторичного охлаждения, расположение форсунок в котором учитывает взаимосвязь между расстоянием от форсунки до охлаждаемой поверхности заготовки с шагом роликов и их диаметром, дает возможность обеспечить равномерное и мягкое вторичное охлаждение непрерывнолитых заготовок при максимальной площади контакта поперечного сечения факела с охлаждаемой поверхностью. The proposed device of the secondary cooling zone, the location of the nozzles in which takes into account the relationship between the distance from the nozzle to the cooled surface of the workpiece with the pitch of the rollers and their diameter, makes it possible to provide uniform and soft secondary cooling of continuously cast billets with a maximum contact area of the cross section of the torch with the cooled surface.

Предлагаемое устройство отличается тем, что форсунки в коллекторах расположены на расстоянии от поверхности заготовки, зависящем от диаметра и шага роликов, определяемом по формуле

,
где
L - расстояние от форсунки до заготовки, м;
K -эмпирический коэффициент, зависящий от конструкции зоны и вида охладителя, равный 0,5...2,0;
T - шаг роликов, м;
d - диаметр роликов, м;
α - угол между касательными, проведенными от центра сопла форсунки к роликам (град.).The proposed device is characterized in that the nozzles in the collectors are located at a distance from the surface of the workpiece, depending on the diameter and pitch of the rollers, determined by the formula

,
Where
L is the distance from the nozzle to the workpiece, m;
K is an empirical coefficient, depending on the design of the zone and the type of cooler, equal to 0.5 ... 2.0;
T is the pitch of the rollers, m;
d is the diameter of the rollers, m;
α is the angle between the tangents drawn from the center of the nozzle of the nozzle to the rollers (deg.).

На чертеже изображена схема охлаждения непрерывнолитой заготовки в зоне вторичного охлаждения. The drawing shows a cooling scheme of a continuously cast billet in the secondary cooling zone.

Непрерывнолитая заготовка 1 опирается на ролики 2, расположенные с шагом T, который может изменяться по длине зоны. Охлаждение осуществляется с помощью форсунок 3, удаленных на расстояние L от охлаждаемой поверхности. Для того, чтобы охлаждение осуществлялось эффективно, необходимо, чтобы весь зазор между роликами был заполнен охладителем. Continuously cast billet 1 rests on rollers 2 located with a pitch T, which can vary along the length of the zone. Cooling is carried out using nozzles 3, remote at a distance L from the surface to be cooled. In order for cooling to be carried out efficiently, it is necessary that the entire gap between the rollers be filled with a cooler.

Из треугольника ABC следует

.From triangle ABC follows

.

После несложных преобразований получаем

.After simple transformations we get

.

В общем случае можно в зависимости от конструкции машин (диаметров и шагов роликов), а также типа охладителя эту зависимость представить в следующем виде

,
где
K -эмпирический коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей машины и типа охладителя, равный К = 0,5... - 2,0.In the general case, depending on the design of the machines (diameters and pitch of the rollers), as well as the type of cooler, this dependence can be represented as follows

,
Where
K is an empirical coefficient, depending on the design features of the machine and the type of cooler, equal to K = 0.5 ... - 2.0.

Пример 1. На вертикальной слябовой МНЛЗ электросталеплавильного производства ОАО "Северсталь" осуществляется непрерывная разливка стали марки ст. 3 в с сечением отливаемых заготовок 200•100 мм. Зона вторичного охлаждения включает шесть последовательно расположенных роликовых секций с установленными на них коллекторами с форсунками для вторичного охлаждения. Охлаждение осуществляется водовоздушной смесью. Example 1. On a vertical slab continuous casting machine of electric furnace production of OJSC Severstal, continuous casting of steel of the grade st. 3 in with a cross section of cast billets 200 • 100 mm. The secondary cooling zone includes six sequentially located roller sections with collectors mounted on them with nozzles for secondary cooling. Cooling is carried out with a water-air mixture.

Рассмотрим охлаждение на первой роликовой секции, расположенной непосредственно под кристаллизатором (секция "0") - зона Ш2. Диаметр роликов в этой секции равен d = 140 мм, шаг роликов Т=175 мм, тогда воспользовавшись формулой и принимая "К" для слябовых машин в секции "0" равным 0,76, получаем

,
при угле раскрытия факела форсунки в вертикальной плоскости α = 9^o.Consider the cooling on the first roller section located directly below the mold (section "0") - zone Ш2. The diameter of the rollers in this section is d = 140 mm, the pitch of the rollers is T = 175 mm, then using the formula and taking "K" for slab machines in section "0" equal to 0.76, we get

,
when the angle of the nozzle plume in the vertical plane α = 9 ^o .

.

.

Пример 2 выполнения устройства на второй роликовой секции той же МНЛЗ - зона Ш3 при разливке заготовок того же сечения. Диаметр роликов d = 215 мм, шаг роликов Т=280 мм, тогда, воспользовавшись формулой и принимая К = 0,7 в секции N 2 получаем

,
при угле раскрытия факела форсунки в вертикальной плоскости α = 15^o

.Example 2 of the device on the second roller section of the same continuous casting machine - zone Ш3 when casting workpieces of the same section. The diameter of the rollers d = 215 mm, the pitch of the rollers T = 280 mm, then, using the formula and taking K = 0.7 in section N 2 we get

,
when the angle of the nozzle plume in the vertical plane α = 15 ^o

.

Пример 3 выполнения устройства расположения форсунок на третьей роликовой секции этой же машины (зона Ш4). Example 3 of the device for the location of the nozzles on the third roller section of the same machine (zone W4).

Диаметр роликов d = 250 мм, шаг роликов Т = 300 мм, тогда, воспользовавшись формулой и принимая К = 0,7 в секции N 3 (зона Ш4), получаем:

,
при угле раскрытия факела форсунки по вертикальной оси α = 10^o в зоне Ш4.The diameter of the rollers is d = 250 mm, the pitch of the rollers is T = 300 mm, then, using the formula and taking K = 0.7 in section No. 3 (zone Ш4), we obtain:

,
when the angle of the opening of the nozzle plume along the vertical axis α = 10 ^o in the zone W4.

.

.

Использование предложенного устройства зоны вторичного охлаждения на вертикальной МНЛЗ электросталеплавильного производства позволило улучшить качество непрерывнолитых слябов. The use of the proposed device of the secondary cooling zone on a vertical continuous casting machine of electric steel production allowed to improve the quality of continuously cast slabs.

Claims (1)

Устройство вторичного охлаждения машины непрерывного литья заготовок, содержащее роликовую секцию с закрепленными на ней коллекторами с форсунками, расположенными между роликами, отличающееся тем, что форсунки в коллекторах расположены на расстоянии от поверхности заготовки, определяемом по формуле
L = K(T+dtg(α/2)-d)/2tg(α/2),
где L - расстояние от форсунки до заготовки, м;
К - эмпирический коэффициент, равный 0,5 - 2,0;
Т - шаг роликов, м;
d - диаметр роликов, м;
α - угол между касательными, проведенными от центра сопла форсунки к соседним роликам, град.A secondary cooling device for a continuous casting machine comprising a roller section with collectors fixed to it with nozzles located between the rollers, characterized in that the nozzles in the collectors are located at a distance from the surface of the workpiece, determined by the formula
L = K (T + dtg (α / 2) -d) / 2tg (α / 2),
where L is the distance from the nozzle to the workpiece, m;
K is an empirical coefficient equal to 0.5 - 2.0;
T is the pitch of the rollers, m;
d is the diameter of the rollers, m;
α is the angle between the tangents drawn from the center of the nozzle of the nozzle to the adjacent rollers, deg.