CS270019B1

CS270019B1 - Casting mold for casting steel edge ingots

Info

Publication number: CS270019B1
Application number: CS88666A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ing Motloch; Jiri Ing Saip; Petr Doc Ing Csc Jelinek; Lubomir Ing Csc Smrha; Josef Ing Brabnik
Original assignee: Motloch Zdenek; Jiri Ing Saip; Jelinek Petr; Lubomir Ing Csc Smrha; Josef Ing Brabnik
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1989-01-23
Publication date: 1990-06-13
Also published as: CS66689A1

Abstract

Podstatou řešeni ja, že spodní deska licí formy pro odléváni bramových ingotů v horizontální poloze ae před odléváním ochlazuje kapalným dusíkem na teplotu, Jejiž maximální výěe je dána součinem čtverce výěky bromového ingotu a tepelné vodivosti izolačního materiálu bočních stěn; děleným empirickým koeficientem a minimální výěe je -70 oc.The essence of the solution is that the lower plate of the casting mold for casting slab ingots is in a horizontal position and, before casting, is cooled with liquid nitrogen to a temperature whose maximum height is given by the product of the square of the height of the slab ingot and the thermal conductivity of the insulating material of the side walls; divided by an empirical coefficient and the minimum height is -70 oc.

Description

Vynález ee týká líci formy pro odlévání bradových ocelových ingotů, určených k dalšímu zpracováni tvářením ne plechy, disky a jiné ploché výrobky a řeší zlepšeni vnitřní homogenity a čistoty výrobků, □sou známé licí formy pro odlévání bratových ingotů ve vertikální poloze i kdy nejdelSi osa ingotu je orientována svisle. Při odlévání těchto ingotů z uklidněné oceli muei být kokila opatřena hlavovým nástavcem; který zabezpečuje dosazování kovu do těla ingotu při jeho tuhnutí.The present invention relates to a mold for casting chin steel ingots intended for further processing by forming sheets, discs and other flat products and to improves the internal homogeneity and purity of the products. is oriented vertically. When casting these ingots from milded steel, the mold may be provided with a head extension; which ensures the insertion of metal into the body of the ingot during its solidification.

Nevýhodou výše uvedených licích forem je, že výtěžek oceli při tváření na surový plech nebo plochý výkovek činí pouze 60 až 70 % z haotnosti ingotu, nebo? hlavová a částečně patní část ingotů není pro další zpracování použitelná, K dalším ztrátáa dochází tím, že zbytek tekutého kovu, který zůstane po odliti ingotu v pánvi, může být obvykle použit jen jako vratný odpad. Další nevýhodou je značná nehomogenita chemického složení Ingotu po jeho výšce a průřezu v důsledku likvačních pochodů při tuhnuti,' dále výrazné segregace typu A a V,' které jeou příčinou zdvojení a jiných vad a rovněž i časté shluky nekovových vmšstků; zejména v patní části ingotu, způsobující výmět při ultrazvukovém zkoušeni výrobků.The disadvantage of the above-mentioned casting molds is that the yield of steel when formed into a blank or flat forging is only 60 to 70% of the weight of the ingot, or? the head and partly the heel part of the ingots are not usable for further processing. Further losses occur due to the fact that the rest of the liquid metal which remains after casting the ingot in the ladle can usually only be used as returnable waste. Another disadvantage is the considerable inhomogeneity of the chemical composition of the Ingot in terms of its height and cross-section due to solidification liquidation processes, further significant type A and V segregation, which is the cause of doubling and other defects, as well as frequent clusters of non-metallic inclusions; especially in the heel part of the ingot, causing discard during ultrasonic testing of products.

Dále jsou známé licí formy pro odléváni bromových Ingotů v horizontální pcloze, kde nejkratši osa ingotu je orientována svislo a kdy se tuhnuti ingotu částečně usměrňuje. V důsledku toho se do značné míry zlepšuje vnitřní homogenita ingotu a jeho mokro e mikročistota.Furthermore, casting molds are known for casting bromine ingots in a horizontal plane, where the shortest axis of the ingot is oriented vertically and where the solidification of the ingot is partially directed. As a result, the internal homogeneity of the ingot and its wet micropurity are greatly improved.

Nevýhodou těchto licích forem je; že jakost kovu v okrajových částech a středové části bramových ingotů není rovnocenná,' nebot tuhnuti oceli není v celém objemu ingotu dostatečně usměrněné s směr a rychlost růstu krystalů jsou ve středové a okrajové Části odlišné. Rovněž ztráta kovu při nutnéa hlubokém mechanickém opracováni horního povrchu ingotu je poměrně značná; nebo? rozdíl výěkv kvalitního kovu v okrajové a středové části ingotu js poměrně velký.The disadvantage of these molds is; that the quality of the metal in the edge portions and the center portion of the slab ingots is not equivalent, since the solidification of the steel is not sufficiently directed throughout the ingot volume and the crystal growth rate are different in the center and edge portions. Also, the loss of metal during the deep machining of the upper surface of the ingot is relatively considerable; or? the difference between the quality metal in the edge and the middle part of the ingot is relatively large.

Zlepšenou variantou licí formy pro braacvé ingoty jo forma? jejíž spodní deska je ochlazována různými prostředky? jako je n«př. vzduch? vlhčený vzduch? inertní plyny a voda? čímž se zvýší odvod tepla spodní části formy. Nevýhodou této licí formy je; že přes takto zvýšený odvod tepla oo nedocílí dostatečně usměrněného tuhnuti ve vertikálním směru? což má za náolodsk výskyt mskrosegregací v místech nevýhodných pro jakost bramy; což je opojeno se sníženým využitím kovu.An improved variant of the casting mold for grinding ingots, right? whose bottom plate is cooled by various means? such as n «ex. air? humid air? inert gases and water? thereby increasing the heat dissipation of the lower part of the mold. The disadvantage of this mold is; that despite such increased heat dissipation oo it does not achieve sufficiently directed solidification in the vertical direction? which results in the occurrence of microsegregations in places unfavorable to the quality of the slab; which is intoxicated with reduced metal utilization.

Uvedené nedostatky řeči licí forem pro horizontální odléváni bramových ingotů, tvořená tepelně vodivou epodni deekou a tepelně izolovanými bočními stěnami podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom? žo spodní deska je před litím ochlazena na teplotu, jejíž maximální výše je dána součinem čtverce výšky brauového ingotu a tepelné vodivosti izolačního materiálu bočních stěn) děleným empirickým koeficientem, jehož hodnota ee pohybuje v rozmezí -0,-02 až -O/OS W.m. °c^ž v závislosti na geometrickém tvaru braaového ingotu a chemickém složení odlévané oceli a na teplotě přehřátí tavoniny před litis. Přitom minimální teplota epodni desky jo -70 °C.The above-mentioned disadvantages of the speech of casting molds for horizontal casting of slab ingots, consisting of a thermally conductive epidermis and thermally insulated side walls according to the invention, the essence of which lies in the fact that that the bottom plate is cooled before casting to a temperature, the maximum amount of which is given by the product of the square of the height of the brau ingot and the thermal conductivity of the side wall insulation material) divided by an empirical coefficient whose value ee ranges from -0.2 -02 to -O / OS Wm ° c ^ž depending on the geometric shape of the brass ingot and the chemical composition of the cast steel and on the superheat temperature of the melt before casting. At the same time, the minimum temperature of the epodeplate is -70 ° C.

Výhodou licí formy podle vynálezu je zabezpečení minimální výšky segregacemi znehodnocené vrstvy kovu v horní části braaového ingotu a současně dosaženi výhodného rozložení nekovových vměstků. S tím přímo souvisí lepil využití kovu pro výrobu jakoetr.iho vývalku nebo výkovku a dokonalé ultrazvukové čistota.The advantage of the casting mold according to the invention is to ensure a minimum height by segregation of the degraded metal layer in the upper part of the bra ingot and at the same time to achieve an advantageous distribution of non-metallic inclusions. Directly related to this is the glued use of metal for the production of rolled or forged and perfect ultrasonic purity.

K bližšímu objasnění licí formy podle vynálezu Je dála uveden příklad licí formy pro odlévání bromového ingotu o hmotnosti 20 t, obdélníkového tvaru se etředníai rozměry 1 770 x 2 300 mm a výěkou 670 mm. Lící fořtu byla tvořena kovovou tluetostěnncu podložkou a formovacím rámem; vyplněným ra bcinícň stěnách tepelná izolačním materiálem na bázi pěnoáamotu, který má tepelnou vodivost/. C,46 Po sestavení licí formy byla spodní deska ochlazována kacalnýe cuelkem na teplotu -12 °C. Nejvyšší ořípuetTo further illustrate the casting mold according to the invention, an example of a casting mold for casting a bromine ingot weighing 20 t, rectangular in shape with average dimensions of 1,770 x 2,300 mm and a protrusion of 670 mm is given below. The casting form was formed by a metal thick-walled pad and a molding frame; thermal insulation material based on foam, which has a thermal conductivity. C, 46 After assembling the mold, the bottom plate was cooled to a temperature of -12 ° C. The highest spear

CS 270 019 Bl né teplota spodní desky byla podle vynálezu vypočtena pro danou velikost ingotu a tepelnou vodivost izolačního materiálu bočních stěn ze vzorcetAccording to the invention, the bottom temperature of the bottom plate was calculated for a given ingot size and thermal conductivity of the side wall insulation material from the formulas.

0/46 . 0,67²t .....0/46. 0.67 ² t .....

-O ,‘026 a byla -8 °C.-O, ‘026 and was -8 ° C.

Po dosažení skutečné teploty spodní desky -12 °C bylo započato s odléváním hranového ingotu a po celou dobu liti a podstatnou část doby tuhnutí byla spodní deska ochlazována kapalným dusíkem· Horní povrch ingotu byl chráněn izolačním zásypem ne keramické bázi s tepelnou vodivosti 0/28After reaching the actual temperature of the bottom plate -12 ° C, the casting of the edge ingot was started and the bottom plate was cooled with liquid nitrogen during the entire casting time and a substantial part of the setting time · The upper surface of the ingot was protected

Po úplném ztuhnuti se odlitý ingot vyjmul z kokily a jeho horní povrch se mechanicky opracoval· Ingot se potom vyválcoval na plech tloušíky 80 mm· Při ultrazvukové kontrole byla zjištěna vysoké homogenita materiálu; což potvrdilo i makroskopické hodnocení, provedené na příčném řezu plechem· Bylo zjištěno, že výtěžek u tohoto vývalku činil 87 % na čistý plech; což je o 22 % více než při běžné výrobě z vertikálně litých bramových ingotů·After complete solidification, the cast ingot was removed from the mold and its upper surface was mechanically machined · The ingot was then rolled into a sheet 80 mm thick · Ultrasonic inspection revealed high homogeneity of the material; which was confirmed by a macroscopic evaluation performed on a cross section of the sheet · It was found that the yield of this roll was 87% on a clean sheet; which is 22% more than in conventional production from vertically cast slab ingots ·

Claims

Casting mold for casting steel slab Ingots in a horizontal position with the shortest axis oriented vertically, consisting of a thermally conductive cooled blanket and thermally insulated side walls, characterized in that the epi plate has a temperature before casting, the maximum amount of which is given by the product of the square of the height of a bromine ingot with a thermal conductivity of the insulating material of the side walls, * divided by an empirical coefficient in the range from -0, '02 to -0.05 Wm · ° C ² and the minimum amount is -70 ° C.