SU1026936A1 - Method of producing large ingots - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕН1Ш КРУПНЫХ СЛИТКОВ, включающий заливку металла в изложницу с макрохолодильником, отличающийс  т&л, что, с целью ссжращени  энергозатрат и улучшени  качества слитка, первоначально из разливаемого металла отливают в изложнице макрохолодильник в виде неполностью затвердевшего слитка с массой затвердевшей фазы 0,1-0,2 от общей массы отливаемого .слитка, диаметром 0,6-0,8 диаметра слитка и высотой 0,7-1,0 высоты .елит .ка, после чего производ т окончательное заполнение изложнищл металлом. (Л СA METHOD FOR OBTAINING LARGE INGOTS, including pouring metal into a mold with a macro-refrigerator, has solid m and l, which, in order to reduce energy consumption and improve the quality of the ingot, the macro-refrigerator was originally cast from the cast metal into an incompletely hardened ingot with a solid hardened solid cast in the bulk of solidified metal that was cast into an ingot mold in the form of an incompletely hardened ingot with a solid hardened solidified ingot and a solid mass of solidified ingot. 0.2 of the total mass of the molded slip, with a diameter of 0.6-0.8 diameter of the ingot and a height of 0.7-1.0 in height. Divite, then the final filling is made out of the metal. (Ls

Description

Изобретение относитс  к металлу гии, в частности к отливке слитков в изложницы. Известен способ разливки стали, при котором жидкий металл разливаю в изложницы или кристаллизатор чер охлаждаемый выпускной канал ij . Недостатком этого способа  вл етс  низка  эффективность воздейст ви  охлаждающих металл поверхностей на процесс кристаллизации отливаемого слитка вследствие намерзани  сло  гарнисажа на охлаждающей повер ности выпускного канала, что замедл ет процесс отбора теплоты перегре ва от разливаемого металла. Известен также способ получени  слитков, включающий подачу металла в изложницу, в которую устанавливае с ; предварительно отлитый холодильник 2 . Недостатком этого способа  вл етс  то, что при отливке крупных слитков (холодильников) необходимо длительное врем  дл  его затвердева ни . Наиболее близким к предлагаемо:му  вл етс  способ отливки крупных слитков с внутренними холодильниками , согласно которому перед заливко металла в изложницу в последней устанавливают заранее изготовленный из листа, сетки, прутка холодильник , а затем в нее заливают металл Недостатком данного способа  вл  етс  его нетехнологичность, заключаеда с  в том,что дл  изготовлени ., кристаллизаторов необходимо провести полный металлургический цикл от выплавки металла до изготовлени  кристаллизаторов. Кроме того, при разливке широкой номенклатуры марок стали необходимо иметь большое количество кристаллизаторов, изготовленных из соответствующих марок стали. В противном случае по вл етс  возможность загр знени  литого металла химическими элементами крис таллизатора, не соответствующего химическому составу развиваемого металла. Цель изобретени  - сокращение энергозатрат и улучшение качества слитка. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно спЬсобу получени  крупных слитков, включающему заливку металла в изложницу с макроколодильником , первоначально из разливаемого металла отливают в изложнице макрохолодильник в виде частич ;но затвердевшего слитка с массой .затвердевшей фазы 0,1-0,2 от общей массы отливаемого слитка, диаметром В,6:-0,ё диаметра слитка и- высотой 0,7-1,0 -высоты слитка, после чего производ т окончательное заполнение изложницы металлом. Увеличение массы затверд& шей части макрохолодильника больше 0,2 от массы отличаемого слитка приводит к тому, что при кристаллизации всего слитказатвердевша  часть макрохолодильника не успевает расплавитьс , что вызывает неоднородность макроструктуры слитка. Уменьшение массы затвердевшей части макрохолодильника меньше 0,1 от массы отли ваемого слитка приводит к снижению ээфективности воздействи  макрохолодильника на процесс затвердевани  слитка. Уменьшение диаметра макрохолодильника меньше 0,6 диаметра слитка приводит к необходимости длительного вьадерживани  макрохолодильника до затвердевани  необходимой части металла макрохолодильника, что влечет за собой увеличение времени разливки. Кроме того, толщина образующейс  твердой части макрохоЛодильника настолько велика, что по вл етс  возможность неполного ее расплавлени  при окончательном заполнении изложницы, что влечет за собой ухудшение макроструктуры отливаемого слитка. Увеличение диаметра макрохолодильника больше 0,8 диаметра слитка приводит к тому, что запас тепла жидкого металла, наход щегос  в зазоре между стенкой изложницы и поверхностью макрохолодильника, недостаточен дл  полного расплавлени  твердой фазы макрохолодильника, что приводит к ухудшению макроструктуры слитка. Уменьшение высоты макрохолодильника меньше 0,7 высоты тела слитка приводит к тому, что после заполнени  изложницы металлом верхние его слои охлаждаютс  не так интенсивно, как нижние, что вызывает неоднородность макроструктуры по высоте слитка. Увеличение высоты макрохолодильника больше 1;0 высоты тела слитка приводит к возможности замерзани  металла в прибыльной части слитка, что ухудшает услови  подпитки жидким металлом тела слитка и вызывает , образование в нем усадочных раковин. Пример. Отливка слитка массой 100 т высотой 3700 мм и диаметрсм 1900 мм дл  роторного вала турбогенератора из стали марки 12ХМФ, /.даеющей температуру солидуса 1515°С. Перед заливко,й жидкого металла в изложницу с внутренними размерами, соответствующими размерам отливаемого сЛитка, устанавливаетс  кругльзй водоохлаждаемнй кристаллизатор с внутренним диаметром 1400 MS и высотой 2500 мм. В вод ную полостьThe invention relates to metals, in particular to the casting of ingots into molds. There is a method of casting steel, in which the liquid metal is poured into molds or mold black cooled exhaust channel ij. The disadvantage of this method is the low efficiency of the effect of the cooling metal surfaces on the crystallization process of the cast ingot due to the thickening of the skull layer on the cooling surface of the outlet channel, which slows down the process of taking over heat from the metal to be cast. There is also known a method for producing ingots, which includes feeding the metal into the mold in which it is installed; pre-cast refrigerator 2. The disadvantage of this method is that when casting large ingots (refrigerators) it takes a long time to harden it. Closest to the offer: the mu is a method of casting large ingots with internal refrigerators, according to which before pouring metal into a mold, a refrigerator pre-made from a sheet, a grid, a bar is installed in the mold, and then metal is poured into it. The disadvantage of this method is its low-tech, The conclusion is that for the manufacture of molds, it is necessary to carry out a complete metallurgical cycle from the smelting of metal to the manufacture of crystallizers. In addition, when casting a wide range of steel grades, it is necessary to have a large number of molds made from the corresponding steel grades. Otherwise, it is possible that the cast metal is contaminated with chemical elements of the crystallizer that does not correspond to the chemical composition of the metal being developed. The purpose of the invention is to reduce energy consumption and improve the quality of the ingot. The goal is achieved in that according to the method of obtaining large ingots, including pouring metal into a mold with a macro refrigerator, initially a macro-refrigerator is cast from the cast metal in a mold into a mold, but solidified ingot with a mass of 0.1-0.2 of the total mass cast ingot, diameter B, 6: -0, e diameter of the ingot and-height of 0.7-1.0-height of the ingot, after which the final filling of the mold with metal is performed. The increase in mass is hardened & The neck of the macro cooler is greater than 0.2 from the mass of the ingot being distinguished, which leads to the fact that during the crystallization of the entire ingot, the solidified portion of the macro refrigerating unit does not have time to melt, which causes the ingot macrostructure to be heterogeneous. A decrease in the mass of the solidified part of the macro-refrigerator less than 0.1 of the mass of the cast ingot leads to a decrease in the efficiency of the macro-refrigerator effect on the process of solidification of the ingot. Reducing the diameter of the macro cooler to less than 0.6 of the ingot diameter necessitates a long holding of the macro cooler until the necessary part of the metal of the macro cooler hardens, which entails an increase in casting time. In addition, the thickness of the formed solid part of the macro-freezer is so great that it becomes possible to melt it incompletely when the mold is completely filled, which results in deterioration of the macrostructure of the cast ingot. Increasing the diameter of the macro-refrigerator more than 0.8 of the diameter of the ingot leads to the fact that the heat supply of the liquid metal in the gap between the mold wall and the surface of the macro-refrigerator is insufficient to completely melt the solid phase of the macro-refrigerator, which leads to deterioration of the macro structure of the ingot. Reducing the height of the macro-refrigerator less than 0.7 in height of the body of the ingot leads to the fact that after filling the mold with metal, its upper layers are not cooled as intensely as the lower layers, which causes heterogeneity of the macrostructure along the height of the ingot. Increasing the height of the macro-refrigerator more than 1; 0 the height of the body of the ingot leads to the possibility of the metal freezing in the profitable part of the ingot, which worsens the condition of feeding the body of the ingot with the liquid metal and causes the formation of shrink holes in it. Example. The casting of an ingot weighing 100 tons with a height of 3700 mm and a diameter of 1900 mm for a rotary shaft of a turbo-generator made of 12ХМФ steel, giving a solidus temperature of 1515 ° С. Before the pouring of the molten metal into the mold with internal dimensions corresponding to the size of the cast steel, a circular water-cooled crystallizer with an internal diameter of 1400 MS and a height of 2500 mm is established. Into the water cavity

установленного в изложнице кристаллизатора подают воду на охлаждение с расходом 100 , после чего начинают разливку.installed in the mold of the mold supply water for cooling at a rate of 100, and then begin casting.

Разливочный ковш емкостью 120 т с жидкой сталью, имеющей температуру , устанавливают над изложницей и начинают заполнение кристаллизатора , установленного в изложнице, со скоростью 7 т/мин. После заполнени  кристаллизатора подачу жидкого металла прекращают и производ т кристаллизацию металла, наход щегос  в кристаллизаторе до толщины затвердевшего сло , равного 75 мм, при этом количество затвердевшей фазы макрохолодильника составл ет 12 т, что соответствует 0,12 от массы отливаемого слитка. После намерзани  корки макрохолодильника кристаллизатор .извлекают из полости изложницы ,- и разливку возобновл ют и продолжают по традиционной технологии со скоростью 5 т/мин.A casting bucket with a capacity of 120 tons with liquid steel having a temperature is set above the mold and the filling of the mold installed in the mold is started at a speed of 7 tons / min. After filling the mold, the supply of liquid metal is stopped and the metal is crystallized, which is in the mold to a thickness of the solidified layer of 75 mm, while the amount of the solidified phase of the macro cooler is 12 tons, which corresponds to 0.12 of the mass of the ingot being cast. After the macro cooler crust freezes, the crystallizer is removed from the mold cavity, and the casting is resumed and continued according to the traditional technology at a speed of 5 tons / min.

Охлажденный и частично затвердевший макрохолодильник, нагрева сьChilled and partially solidified macro-refrigerator, heating

и расплавл  сь, отбирает от основно массы гор чего металла тепло перегрева , ускор   процесс кристаллизации слитка и улучша  в конечном итоге макроструктуру.and melted, takes away from the mass of hot metal the heat of overheating, accelerates the process of ingot crystallization and ultimately improves the macrostructure.

Экономический эффект при использовании предлагаемого способа может быть подсчитан из.увеличени  выхо а годного. .Выход .годного при отливке роторного вала турбогенератора нз стали марки 12ХМФпо обычней тех1Юлогии составл ет v 50%. Использова ние предлагаемого способа позвол ет увеличить выход годного, до 70%.The economic effect of using the proposed method can be calculated from the increase in output and use. . The output of a turbine generator, which is suitable for casting, in a rotor shaft, is not 50% of the steel grade 12ХМФп. The use of the proposed method allows to increase the yield, up to 70%.

Экономический эффект от использовани  предлагаемого способа подсчитываетс  по формулеThe economic effect of using the proposed method is calculated by the formula

Э (200-120)E (200-120)

16 руб/т 16 rub / t

где 200 и 120, соответственно, стоимость стали марки 12ХМФ и отходов.where 200 and 120, respectively, the cost of steel grade 12HMF and waste.

Claims (1)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРУПНЫХ СЛИТКОВ, включающий заливку металла в изложницу с макрохолодильником, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат и улучшения качества слитка, первоначально из разливаемого металла отливают в изложнице макрохолодильник в виде неполностью затвердевшего слитка с массой затвердевшей фазы 0,1-0,2 'от общей массы отливаемого слитка, диаметром 0,6-0,8 диаметра слитка и высотой 0,7-1,0 высоты.слитка, после чего производят окончательное заполнение изложницы металлом.METHOD FOR PRODUCING LARGE INGOTS, including pouring metal into a mold with a macro-refrigerator, characterized in that, in order to reduce energy consumption and improve the quality of the ingot, a macro-refrigerator in the form of an incompletely solidified ingot with a solidified mass of 0.1-0 is cast in the mold, 2 'of the total mass of the cast ingot, with a diameter of 0.6-0.8 of the diameter of the ingot and a height of 0.7-1.0 heights. Ingot, after which the mold is finally filled with metal.