HUP0301470A2 - Chilled continuous casting mould for casting metal - Google Patents
Chilled continuous casting mould for casting metal Download PDFInfo
- Publication number
- HUP0301470A2 HUP0301470A2 HU0301470A HUP0301470A HUP0301470A2 HU P0301470 A2 HUP0301470 A2 HU P0301470A2 HU 0301470 A HU0301470 A HU 0301470A HU P0301470 A HUP0301470 A HU P0301470A HU P0301470 A2 HUP0301470 A2 HU P0301470A2
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- mold
- cooling
- width
- height
- water
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 6
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 75
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 19
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 18
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910017770 Cu—Ag Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000005501 phase interface Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/055—Cooling the moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/059—Mould materials or platings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
A találmány szerinti kokilla falai a kokilla magassága mentén változókeresztmetszetű hűtőjáratokkal vannak ellátva, oly módon, hogy ahűtőjáratok (29) az öntési irányban a kokilla (1) bemenő oldalától(13.1) a kimenő oldal (13.2) felé a kokilla (1) magassága (13) menténkialakult hőáram profilnak (2.1) megfelelően csökkenő szélességgel(26.1) vannak kialakítva. Célszerűen a hűtőjáratok (29) szélessége(26.1) első közelítésben a kokilla (1) bemenő oldalától (13.1) akimenő oldal (13.2) felé a kokilla (1) magassága (13) mentén kialakulthőáram profil (2.1) függvényében csökkenő szélességgel (26.1) vankialakítva. ÓThe walls of the mold according to the invention are equipped with cooling channels of variable cross-section along the height of the mold, in such a way that cooling channels (29) in the casting direction from the inlet side (13.1) of the mold (1) towards the outlet side (13.2) the height of the mold (1) (13 ) are designed with a decreasing width (26.1) according to the heat flow profile (2.1) formed along it. Ideally, the width (26.1) of the cooling passages (29) in a first approximation from the inlet side (13.1) of the mold (1) to the outlet side (13.2) along the height (13) of the mold (1) is designed with a decreasing width (26.1) depending on the heat flow profile (2.1) . HE
Description
KÖZZÉTÉTELIPUBLICATION
PÉLDÁNY /MCOPY /M
HŰTÖTT KOKILLA FÉMEK FOLYAMATOS ÖNTÉSÉRECOOLING MOULD FOR CONTINUOUS CASTING OF METALS
A jelen találmány tárgya hűtött kokilla fémek, elsősorban acél lemezbugák folyamatos öntésére, 200 - 3500 mm szélességben és 40 - 400 mm vastagságban, ahol a kokilla falai a kokilla magassága mentén változó keresztmetszetű hűtőjáratokkal vannak ellátva.The present invention relates to a cooled mold for continuous casting of metals, primarily steel sheet billets, with a width of 200 - 3500 mm and a thickness of 40 - 400 mm, where the mold walls are provided with cooling passages of varying cross-section along the height of the mold.
Fémek folyamatos öntésével kapcsolatos ismert összefüggéseket az 1. ábra segítségével mutatjuk be. Fémeknek, főleg acéloknak tuskó formájába történő öntése során - akár rezgő 1 kokillában, akár például öntőhengerek között történik - 2 hőáram (J) alakul ki a tuskó 4 közepe és a 9 hűtővíz között, egy 3 potenciálesés (U) mentén, a megdermedt 5 kérgen, a 6 salakrétegen és a kokilla falat alkotó 7.1 lapokon keresztül. A 7.1 lapok 8 vastagságát a 6 salakréteg és a 9 hűtővíz, azaz az 1 kokilla falának hideg és meleg oldala közötti távolság jelenti. A 9 hűtővíz szabályzott 10 áramlási sebességgel, 11 nyomással és 12 hőmérsékleten áramlik az 1 kokilla 13 magassága mentén, a tuskó 14 kihúzási irányában, vagy azzal szemben és közben felveszi és elvezeti a 2 hőáramot. A 9 hűtővíz 10 áramlási sebességét (m/s), 11 nyomását (bar) és 12 hőmérsékletét (T-0) a bevezetésnél mérik. A 9 hűtővíz által felvett 2 hőáram mennyiségét a 15 teljes ellenállás mértékével (R-total) lehet kifejezni. Meghatározása a tuskó 4 közepe és a 9 hűtővíz között lévő egyes 16 közegek 17 egyedi ellenállásainak (Ri) összegezésével történik. A 17 egyedi ellenállások a 16 közegek 18 hosszából (I), 19 fajlagos vezetőképességéből (λ) és 20 keresztmetszetéből (F) adódnak és összegüknek a hőárammal vett szorzata adja a 3 potenciálesést (U), amint az a 20.1 egyenletből látható. Ebben az egyenletben szerepelnek a tuskó 4 közepe és a 9 hűtővíz között lévő egyes 16 közegek ellenállásai, mint pédául a fémolvadék ellenállása, az 5 kéreg ellenállása, a 6 salakréteg ellenállása és a 7.1 lapok (általában rézlapok) ellenállása.The known relationships related to the continuous casting of metals are shown with the help of Figure 1. During the casting of metals, especially steels, into the form of a billet - whether in a vibrating mold 1 or, for example, between casting rollers - a heat flow (J) 2 is formed between the center of the billet 4 and the cooling water 9, along a potential drop 3 (U), through the solidified crust 5, the slag layer 6 and the plates 7.1 forming the mold wall. The thickness 8 of the plates 7.1 is represented by the distance between the slag layer 6 and the cooling water 9, i.e. the cold and hot sides of the mold wall 1. The cooling water 9 flows at a controlled 10 flow rate, 11 pressure and 12 temperature along the height of the mold 13, in the direction of the withdrawal of the billet 14 or against it, and in the process it absorbs and removes the heat flow 2. The flow rate (m/s), pressure (bar) and temperature (T-0) of the cooling water 9 are measured at the inlet. The amount of heat flow 2 absorbed by the cooling water 9 can be expressed by the total resistance (R-total) 15. It is determined by summing the individual resistances (Ri) of the individual media 16 between the centre of the billet 4 and the cooling water 9. The individual resistances 17 are given by the length (I), the specific conductivity (λ) 19 and the cross-section (F) 20 of the media 16 and the product of their sum by the heat flow gives the potential drop (U) 3, as can be seen from equation 20.1. This equation includes the resistances of the individual media 16 between the center of the billet 4 and the cooling water 9, such as the resistance of the molten metal, the resistance of the crust 5, the resistance of the slag layer 6 and the resistance of the plates 7.1 (usually copper plates).
98359-3155 Er ··· ··· ·· **98359-3155 Er ··· ··· ·· **
A 7 rézlemez és a 9 hűtővíz közötti 21 fázishatárra (cold face) érkező 2 hőáramnak le kell győznie az itt jelentkező 22 határfelületi ellenállást, így a 21 fázishatár és a 7 rézlemez, valamint a 6 salakréteg, illetve 5 kéreg közötti 21.1 fázishatár között 25 hőmérséklet gradiens alakul ki. Ennek lefutása függ a kokilla 13 magasságától és a 2 hőáram erősségétől, valamint a 21 fázishatár 22 határfelületi ellenállásától. Az is ismeretes, hogy a 2 hőáram a 30 olvadékszint és a kokilla 13.2 kimenő oldala között egy buzogányszerű 2.1 profilnak felel meg.The heat flow 2 arriving at the phase boundary 21 (cold face) between the copper plate 7 and the cooling water 9 must overcome the interface resistance 22 present there, thus a temperature gradient 25 is formed between the phase boundary 21 and the phase boundary 21.1 between the copper plate 7 and the slag layer 6 and the crust 5. The course of this depends on the height of the mold 13 and the strength of the heat flow 2, as well as the interface resistance 22 of the phase boundary 21. It is also known that the heat flow 2 corresponds to a mace-like profile 2.1 between the melt level 30 and the outlet side of the mold 13.2.
A 22 határfelületi ellenállás a kokillamagassággal párhuzamos 26 hűtőjáratok (a jelen esetben hűtőrések) méretétől, azaz 26.1 szélességétől, 26.2 mélységétől ( Q keresztmetszetétől) és 26.4 hosszától függ, ha eltekintünk a 9 hűtővíz határrétegétől (Nernst féle réteg), amely a 10 áramlási sebesség függvénye (lásd 3e.ábra). A 17 egyedi ellenállást a kokilla szélesség 27.2 fedési hányada adja, ami a maximálisan és a nem közvetlenül hűtött kokillaszélesség különbségének és a hűtött kokillaszélesség hányadosa, vagy első közelítésben a hűtőjáratok 27 távolságának és a 27.1 válaszfalak szélességének különbsége osztva a hútőjáratok 27 távolságával (3e.ábra). Ez a 27.2 fedési hányad megfelel a 20 keresztmetszetnek (F), a fent hivatkozott kiegyenlítődési egyenlet (U = Σ Ri x J ) értelmében. A 17 egyedi ellenállás függ ezen kívül a 7 rézlemez 8 vastagságától (I), valamint a 19 fajlagos vezetőképességtől (λ) és az 10 áramlási sebességtől, ami a belépési 26.6 víznyomás és az 1 kokilla 26.5 áramlási ellenállásától, illetve a nyomáseséstől. A százalékos 27.2 fedési hányad tekinthető áramlási 20 keresztmetszetnek (F) is a kiegyenlítődési egyenlet (U = Σ Ri x J ) értelmében, és a teljes kokillamagasság mentén állandó, az ismert megoldásoknál, vagyis a hűtőjáratok egymással párhuzamosak.The interface resistance 22 depends on the size of the cooling channels 26 (in this case cooling slots) parallel to the mold height, i.e. their width 26.1, depth 26.2 (cross-section Q) and length 26.4, if we disregard the boundary layer of the cooling water 9 (Nernst layer), which is a function of the flow rate 10 (see Fig. 3e). The individual resistance 17 is given by the coverage ratio 27.2 of the mold width, which is the ratio of the difference between the maximum and indirect cooled mold width and the cooled mold width, or to a first approximation, the difference between the distance between the cooling channels 27 and the width of the partitions 27.1 divided by the distance between the cooling channels 27 (Fig. 3e). This coverage ratio 27.2 corresponds to the cross section 20 (F) in accordance with the above-mentioned balancing equation (U = Σ Ri x J ). The individual resistance 17 also depends on the thickness (I) of the copper plate 7 8 , as well as the specific conductivity (λ) 19 and the flow velocity 10 , which is the inlet water pressure 26.6 and the flow resistance of the mold 1 26.5 , or the pressure drop. The percentage coverage ratio 27.2 can also be considered as the flow cross section 20 (F) in accordance with the balancing equation (U = Σ Ri x J ) and is constant along the entire mold height, i.e. in known solutions, i.e. the cooling channels are parallel to each other.
A hagyományos kokilla kialakításoknál a 22 határfelületi ellenállás állandó a teljes 13 magasság mentén. A hűtőjáratok alakja lehet hengeres, állandó átmérőjű hűtőfuratokként (szabályzórudakkal vagy anélkül), vagy lehet állandó Q keresztmetszetű rés 26.7 terelőlemezekkel.In conventional mold designs, the interface resistance 22 is constant along the entire height 13. The cooling passages may be shaped as cylindrical, constant diameter cooling holes (with or without control rods), or they may be a constant Q cross-sectional slot with baffles 26.7.
Összefoglalva tehát azt lehet mondani, hogy a hagyományos kokillák esetében (akár szögletes, akár profilos, hengeres vagy egyéb tuskók öntésénél) a 27.2 fedési hányad, és ennek megfelelően a hűtöhatás a teljes 13 magasság ·*···· ·· *· mentén állandó, függetlenül attól, hogy hűtöfuratokat vagy hütőréseket alkalmaznak.In summary, it can be said that in the case of traditional molds (whether for casting square, profiled, cylindrical or other ingots), the coverage ratio of 27.2, and accordingly the cooling effect, is constant along the entire height 13 ·*···· ·· *·, regardless of whether cooling holes or cooling slots are used.
Ennek az egyenletes hűtésnek az eredményeképpen, és a megdermedt kéreg szoros felfekvése, valamint a tuskó zsugorodása következtében az olvadékfelület alatt fokozott hőáram és magas hőmérséklet alakul ki a rézlemezben . Ez a magas 23 felületi hőmérséklet azzal a veszéllyel jár, hogy a hengerelt réz (T-Cu-Re) 31 rekrisztallizációs hőmérsékletét meghaladó terhelés alakul ki (3c.ábra). Az ilyen túlterhelés veszélye fokozódik, ha nő az öntési sebesség.As a result of this uniform cooling, and the close contact of the solidified crust and the shrinkage of the ingot, an increased heat flow and high temperature develop in the copper sheet below the molten surface. This high surface temperature 23 carries the risk of a load exceeding the recrystallization temperature 31 of the rolled copper (T-Cu-Re) (Fig. 3c). The risk of such overload increases as the casting speed increases.
A 2. ábra egy áttekintést ad táblázatos formában a lapos és standard lemeztuskók konstrukciós és eljárási jellemzőiről.Figure 2 provides a tabular overview of the design and process characteristics of flat and standard sheet billets.
A táblázatból látható, hogy egy kokilla megnövelt hőterhelése ( 2,2/3,2 MW/m2 ) 32 finomlemez tuskóknál a 33 standard tuskókkal szemben nagyobb (60 - 40 %) fedési hányadot, nagyobb (12-8 m/s) hűtővíz sebességet, kisebb (25 - 15 mm) szükséges rézlemez vastagságot és nagyobb (12-8 bar) víznyomást mutat. A finomlemez tuskóknak ez a nagyobb hőterhelése, illetve höárama a kisebb salakréteg vastagság (0,4 - 0,2 mm), a nagyobb öntési sebesség és a kis vastagság eredménye. Az is látható, hogy a kokilla felületi hőmérséklete a tuskó felöli oldalon, az öntési sebesség függvényében, 300 400 °C és a hidegen hengerelt rézlemez rekrisztallizációs hőmérsékletéhez közelebb van, mint a standard tuskók esetében. A hidegen hengerelt rézlemez rekrisztallizációs hőmérséklete, a réz minőségétől függően 350 °C (Cu-Ag) és 700 °C (Cu-Cr-zr) között van, lágyítási hőmérséklete pedig körülbelül 500 °C.The table shows that the increased heat load of a mold (2.2/3.2 MW/m 2 ) for 32 thin sheet billets compared to 33 standard billets shows a higher (60 - 40 %) coverage ratio, higher (12-8 m/s) cooling water velocity, lower (25 - 15 mm) required copper sheet thickness and higher (12-8 bar) water pressure. This higher heat load or heat flow of the thin sheet billets is the result of the lower slag layer thickness (0.4 - 0.2 mm), higher casting speed and small thickness. It is also seen that the surface temperature of the mold on the side facing the billet, depending on the casting speed, is 300 - 400 °C and closer to the recrystallization temperature of cold rolled copper sheet than in the case of standard billets. The recrystallization temperature of cold-rolled copper sheet, depending on the quality of the copper, is between 350 °C (Cu-Ag) and 700 °C (Cu-Cr-zr), and its annealing temperature is approximately 500 °C.
A rézlemez 18.1 vastagságának további csökkentése nehezen megoldható, mivel nagy a belépő 26.6 víznyomás és így a hütőjáratokban áramló folyadék a túlságosan vékony falak „kihasasodását” eredményezheti az öntött tuskó felöli oldalon.Further reduction of the thickness of the copper plate 18.1 is difficult to achieve, since the inlet water pressure 26.6 is high and thus the liquid flowing in the cooling channels may result in the excessively thin walls "swelling" on the side facing the cast billet.
A 3. ábrán egy ismert kokillahűtő rendszer látható finomlemez tuskók öntésére szolgáló kokillákhoz, amelyek 26 hűtőjáratokat és 26.7 terelőlemezeket tartalmaznak. A 3a ábra a kokilla 7.1 lapjának egy részét mutatja egy 35 merülő adagolóval, a kiáramló 36 olvadékkal, valamint az öntött 37 tuskót az 5 kéreggel. Az ábrán a 30 olvadékszintet is feltüntettük és láthatók a párhuzamos 26 hűtőjáratok is.Figure 3 shows a known mold cooling system for molds for casting thin sheet billets, which include cooling channels 26 and baffles 26.7. Figure 3a shows a part of the mold plate 7.1 with a dip feeder 35, the flowing melt 36 and the cast billet 37 with the crust 5. The melt level 30 is also shown in the figure and the parallel cooling channels 26 are also visible.
·*·♦·· ** **·*·♦·· ** **
A 3b ábra 3a ábrán bemutatott 7.1 lap metszete, egy 38 vízszekrénnyel, amelynek 38.1 vízkivezető járata, 38.2 vízbevezető járata, valamint 38.1.1és 38.2.1 vízátvezetései is láthatók.Figure 3b is a cross-section of the sheet 7.1 shown in Figure 3a, with a water cabinet 38, of which the water outlet passage 38.1, the water inlet passage 38.2, and the water passages 38.1.1 and 38.2.1 are also visible.
Ugyancsak a 3b ábra mutatja a 39 feszítőcsapokat, amelyek 26 hűtőjáratokkal ellátott 40 lapot vagy hűtőjáratok nélküli 40.1 lapot és hűtőjáratokkal ellátott 41 betétlapot szorítanak a 38 vízszekrényhez (3d ábra). Adott esetben a 41 betétlap a 4. ábrán bemutatott módon közvetlenül a 41.1 vízszekrény falára szorítható.Also shown in Figure 3b are the clamping pins 39 which clamp a plate 40 with 26 cooling channels or a plate 40.1 without cooling channels and an insert plate 41 with cooling channels to the water cabinet 38 (Figure 3d). Optionally, the insert plate 41 can be clamped directly to the wall of the water cabinet 41.1 as shown in Figure 4.
A 3c ábrán feltüntettük a felületi hőmérséklet 23.1 profilját, a höáram 2.1 profilját és a T-Cu-Re ötvözet rekrisztallizációs hőmérséklet profiljának lefutását a kokilla 13 magassága mentén.Figure 3c shows the profile of the surface temperature 23.1, the profile of the heat flow 2.1 and the course of the recrystallization temperature profile of the T-Cu-Re alloy along the height of the mold 13.
Az ábrából látható, hogy a felületi hőmérséklet 23.1 profilja és a hőáram 2.1 profilja funkcionálisan lényegében egybe esnek és hogy a 23 felületi hőmérséklet - különösen nagy öntési sebességek esetén - megközelíti a rekrisztallizációs hőmérsékletet, ami azt jelenti, hogy a rézlap a 30 olvadékszint közelében viszonylag rövid élettartamú.It can be seen from the figure that the profile of the surface temperature 23.1 and the profile of the heat flow 2.1 functionally essentially coincide and that the surface temperature 23 - especially at high casting speeds - approaches the recrystallization temperature, which means that the copper sheet has a relatively short life near the melt level 30.
A 3d ábra a kokilla egy vízszintes metszetét mutatja a 26.7 terelőlemezekkel és a 26 hűtöjáratokkal. Láthatóak a 38.1.1 és 38.2.1 vízátvezetések a 38.1 vízkivezetö járat és a 26 hűtőjárat, valamint a 38.2 vízbevezető járat és a 26 hűtöjárat között.Figure 3d shows a horizontal section of the mold with the baffles 26.7 and the cooling channels 26. The water passages 38.1.1 and 38.2.1 between the water outlet channel 38.1 and the cooling channel 26 and the water inlet channel 38.2 and the cooling channel 26 are visible.
A 3e ábrán a párhuzamos 26 hűtöjáratok vízszintes metszete látható, a 26.7 terelőlemezekkel, ahol feltüntettük a 26 hűtőjáratok 26.1 szélességét, 26.3 keresztmetszetét, a 27.2 fedési hányadot ( ami a 26 hűtöjáratok 26.1 szélességének és egymástól mért 27 távolságának aránya), valamint a rézlemez 8 vastagságát.Figure 3e shows a horizontal section of the parallel cooling channels 26, with the baffles 26.7, where the width 26.1 of the cooling channels 26, the cross-section 26.3, the coverage ratio 27.2 (which is the ratio of the width 26.1 of the cooling channels 26 to the distance 27 measured from each other) and the thickness of the copper plate 8 are indicated.
A kokilla konstrukciós részletei az A - A’ - A” és a B - B’ - B” metszeteken (3g ábra) láthatók. A 22 határfelületi ellenállás és a 20 keresztmetszet állandó a 13 magasság mentén, megfelelően a végig egyforma áramlási képnek és Nernst-féle rétegnek (ahol az áramlási sebesség = 0), ami növekvő áramlási sebesség esetén csökken.The construction details of the mold are shown in the sections A - A’ - A” and B - B’ - B” (Fig. 3g). The interfacial resistance 22 and the cross-section 20 are constant along the height 13, corresponding to a uniform flow pattern throughout and a Nernst layer (where flow velocity = 0), which decreases with increasing flow velocity.
A 4. ábrán egy 7 rézlemez lehetséges kialakítási módjait mutatjuk be. A 7 rézlemez a 38 vízszekrénnyel együtt a kokilla szélesebbik lapját alkotja. Ez kialakítható hűtőrésekkel ellátott 40 lemez és a 38 vízszekrény (4a ábra), hűtőrések nélküli 40.1 lemez, hűtőrésekkel ellátott 41 betétlap és a 38 ·· · . ·· ··· λ :::*..··-··· vízszekrény (4b ábra) vagy hütőrések nélküli 40.1 lemez és olyan hűtőrésekkel ellátott 41.1 betétlap kombinációjaként, amely a 38 vízszekrény falából van kialakítva (4c ábra). A 4d ábra ugyancsak a felületi hőmérséklet 23.1 profiljának, a hőáram 2.1 profiljának és a T-Cu-Re ötvözet rekrisztallizációs hőmérséklet profiljának lefutását mutatja a kokilla 13 magassága mentén.In Figure 4, we show possible designs of a copper plate 7. The copper plate 7 together with the water box 38 forms the wider side of the mold. This can be designed as a plate 40 with cooling slots and the water box 38 (Figure 4a), a plate 40.1 without cooling slots, an insert plate 41 with cooling slots and the water box 38 (Figure 4b), or a plate 40.1 without cooling slots and an insert plate 41.1 with cooling slots, which is formed from the wall of the water box 38 (Figure 4c). Figure 4d also shows the course of the surface temperature profile 23.1, the heat flow profile 2.1 and the recrystallization temperature profile of the T-Cu-Re alloy along the height of the mold 13.
A jelen találmánnyal olyan kokilla kialakítás létrehozása a célunk, amelyben a hőterhelés, azaz a hőprofil a magasság mentén egyenletes és ezáltal a kokillafal felületi hőmérséklete az olvadékszint tartományában csökkenthető.With the present invention, our goal is to create a mold design in which the heat load, i.e. the heat profile, is uniform along the height and thus the surface temperature of the mold wall can be reduced in the melt level range.
A kitűzött feladatot olyan kokillával oldottuk meg, amelyben a hűtöjáratok az öntési irányban a kokilla bemenő oldalától a kimenő oldal felé a kokilla magasságága mentén kialakult hőáram profilnak megfelelően csökkenő szélességgel vannak kialakítva.The task was solved with a mold in which the cooling channels are designed with a decreasing width in the casting direction from the inlet side of the mold towards the outlet side, in accordance with the heat flow profile formed along the height of the mold.
A szélességen általában a járat azon falának a méretét értjük, amelyik a meleg külső kokillafallal párhuzamos. Ez arra az esetre vonatkozik, amikor a járat négyszögletes. Alkalmazhatók azonban természetesen más, például ovális keresztmetszetek is.The width is usually the size of the wall of the passage that is parallel to the hot outer mold wall. This applies to the case where the passage is rectangular. However, other cross-sections, such as oval, can of course also be used.
A kokilla bemenő oldalától a kimenő oldal felé a kokilla fala és a hűtővíz közötti fázishatár felület a találmány szerint csökken.According to the invention, the phase interface surface between the mold wall and the cooling water decreases from the inlet side of the mold towards the outlet side.
A találmány egy célszerű kiviteli alakjánál a hűtőjáratok első közelítésben az öntési irányban a hőáram profilnak megfelelően csökkenő szélességgel vannak kialakítva és az egyik hűtőjárat vagy szomszédos hűtőjáratok határoló vonalai vagy síkjai nem párhuzamosak.In a preferred embodiment of the invention, the cooling passages are designed with a width decreasing in accordance with the heat flow profile in the casting direction in a first approximation, and the boundary lines or planes of one of the cooling passages or adjacent cooling passages are not parallel.
Egy másik célszerű kiviteli alaknál a hűtöjáratok első közelítésben az öntési irányban lineárisan csökkenő szélességgel vannak kialakítva és az egyik hűtőjárat vagy szomszédos hűtöjáratok határoló vonalai vagy síkjai nem párhuzamosa, hanem egymással hegyes szöget zárnak be.In another preferred embodiment, the cooling channels are designed with a width that decreases linearly in the casting direction, in a first approximation, and the boundary lines or planes of one cooling channel or adjacent cooling channels are not parallel, but form an acute angle with each other.
Ez azt jelenti, hogy egy hűtöjárat szélessége a kokilla hossza mentén lineárisan csökken és az egymás melletti négyszögletes hűtőjáratok határoló felületei meghatározott szögben széttartóak, vagy - ellipszis alakú járatok esetén - a járatok középvonalai a kokilla hűtött falával párhuzamos síkban egymással szöget bezáróan futnak.This means that the width of a cooling channel decreases linearly along the length of the mold and the boundary surfaces of adjacent rectangular cooling channels diverge at a specific angle, or - in the case of elliptical channels - the centerlines of the channels run at an angle to each other in a plane parallel to the cooled wall of the mold.
A hűtőjáratok mélysége előnyösen a kokilla bemenő oldalától a kimenő oldal felé a kokilla magassága mentén növekvő kialakítású. A mélységnek a •j :..,, ·. ,··.The depth of the cooling passages is preferably designed to increase along the height of the mold from the inlet side of the mold towards the outlet side. The depth is defined by the •j :..,, ·. ,··.
·*· <·♦ ·· ** járatok azon méretét nevezzük, amelynek segítségével a szélességből a járat keresztmetszetét kiszámítjuk.·*· <·♦ ·· ** is the size of the passage, which is used to calculate the cross-section of the passage from the width.
Ez a mélység a kokilla magassága mentén a szélesség csökkenés függvényében úgy növekszik, hogy az egyes hűtöjáratok keresztmetszete a kokilla bemenő oldalától a kimenő oldalig állandó, vagyis a hűtőközeg áramlási sebessége a hűtőjáratokban a kokilla bemenő oldalától a kimenő oldalig állandó legyen.This depth increases along the height of the mold as the width decreases, so that the cross-section of each cooling channel is constant from the inlet side of the mold to the outlet side, i.e. the flow rate of the coolant in the cooling channels is constant from the inlet side of the mold to the outlet side.
Minthogy az ellenállás a hűtöjáratokban a belépési helytől a kilépési helyig állandó, a hűtővíz áramlási sebessége is állandó lesz.Since the resistance in the cooling channels is constant from the entry point to the exit point, the flow rate of the cooling water will also be constant.
A kokilla falakat alkotó lapok, előnyösen réz lapok, a hűtőjáratokat tápláló vízszekrényekkel vannak ellátva, amelyek hűtőközeg kivezetése a kokilla bemenő szintjén, hűtőközeg bevezetése a kokilla kimenő szintjén van elhelyezve. Ezzel elérhető, hogy az olvadékszint közelében, ahol a hőterhelés a legnagyobb, hideg, nagy hűtőkapacitású, hővel nem terhelt, a párolgási hőmérséklettől távoli hőmérsékletű víz végezze a hűtést. A hűtővíz szekrény kivezetésnél alkalmazott hűtővíz-nyomás a célszerűen 1-25 bar.The plates forming the mold walls, preferably copper plates, are provided with water cabinets feeding the cooling channels, the coolant outlet of which is located at the inlet level of the mold, and the coolant inlet at the outlet level of the mold. This allows for the cooling to be carried out near the melt level, where the heat load is the greatest, by cold, high-cooling capacity, heat-unloaded water, at a temperature far from the evaporation temperature. The cooling water pressure applied at the outlet of the cooling water cabinet is preferably 1-25 bar.
A találmány további célszerű kiviteli alakjait a 7 - 12. igénypontok ismertetik.Further advantageous embodiments of the invention are described in claims 7 to 12.
A hűtőjáratok a kokilla falakat alkotó lapoknak az olvadékkal ellenkező oldalában vagy külön lemezben kialakított furatok vagy olyan hűtőrések, amelyek az a kokillamagasság mentén az áramlási keresztmetszetet meghatározó terelőlemezekkel vannak lezárva és ezek szélessége a hútőjáratoknak a kokilla bemenő oldala és a kimenő oldal közötti méretváltozásának megfelelően van kialakítva. Ez azt jelenti, hogy csökkenő keresztmetszetűek és vastagságukat a kokilla bemenő oldala és a kimenő oldal között megfelelő záróelem csökkenti.The cooling channels are holes or cooling slots formed in the side of the plates forming the mold walls opposite the melt or in a separate plate, which are closed by baffles defining the flow cross-section along the mold height and their width is designed according to the change in size of the cooling channels between the inlet side and the outlet side of the mold. This means that they have a decreasing cross-section and their thickness is reduced by a suitable closing element between the inlet side and the outlet side of the mold.
A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon azFurther details of the invention are described in the form of exemplary embodiments with the aid of drawings. In the drawing,
1-4. ábrák segítségével a technika állkását mutattuk be, azFigures 1-4 show the state of the art,
5. és 6. ábrák a találmány szerinti kialakítást mutatják.Figures 5 and 6 show the design according to the invention.
A találmány szerinti megoldások ismertetésénél ugyanazokat a hivatkozási számokat alkalmazzuk, mint amelyeket a technika állásának bemutatásánál használtunk.In describing the solutions according to the invention, the same reference numbers are used as were used in describing the prior art.
X ·*ί* ·<·* ’·** ·♦·* •4· ♦·*X ·*ί* ·<·* ’·** ·♦·* •4· ♦·*
Az 5a ábrán látható kialakításnál a szomszédos 29 hűtőjáratok, illetve határoló falaik nem párhuzamosan futnak, hanem a 13.1 bemenő oldaltól, azaz a 30 olvadékszinttől a 13.1 kimenő oldalig összetartóak és így 20 keresztmetszetük változása arányos a 2.1 hőprofil változásával, ugyanakkor 26.2 mélységük az 5b ábrán látható módon nő és ezzel a 26.3 áramlási keresztmetszet, valamint a 26.5 áramlási sebesség első közelítésben állandó marad. A 29 hűtőjáratok határoló felületei nem párhuzamosak, hanem 29.2 hegyesszöget zárnak be. A 27.2 fedési hányad vagy akár a 20 keresztmetszet ennek megfelelően a 30 olvadékszintnél maximum 100 %, finomlemez tuskók öntésénél, a kokilla kilépő oldalánál pedig minimum 30 %.In the design shown in Figure 5a, the adjacent cooling passages 29 and their boundary walls do not run parallel, but converge from the inlet side 13.1, i.e. from the melt level 30 to the outlet side 13.1, and thus the change in their cross section 20 is proportional to the change in the thermal profile 2.1, while their depth 26.2 increases as shown in Figure 5b, and thus the flow cross section 26.3 and the flow velocity 26.5 remain constant in the first approximation. The boundary surfaces of the cooling passages 29 are not parallel, but form an acute angle 29.2. The coverage ratio 27.2 or even the cross section 20 is accordingly a maximum of 100% at the melt level 30, and a minimum of 30% at the outlet side of the mold.
Az 5c ábrán látható a hőterhelés 23.2 profilja, a hőáram 2.1 profilja és a rekrisztallizációs hőmérséklet profilja a 13 magasság mentén. Jól megfigyelhető, hogy a technika állásához képest a 7 rézlemez meleg oldalának hőmérséklete jóval kisebb, szabályosabb lefutású és ennek következtében hosszabb élettartamú.Figure 5c shows the profile of the heat load 23.2, the profile of the heat flow 2.1 and the profile of the recrystallization temperature along the height 13. It can be clearly observed that compared to the state of the art, the temperature of the hot side of the copper plate 7 is much lower, has a more regular course and consequently has a longer lifetime.
Az 5d ábra kokilla 7.1 falának A - A’ - A” és B - B’ - B metszeteit mutatja a 13.1 bemenő oldalnál és a 13.2 kimenő oldalnál. Látható, hogy a 40 lapba munkált járatok nem párhuzamosak és hasonló kialakításúak a 41 betétlapba munkált járatok is.Figure 5d shows the sections A - A’ - A” and B - B’ - B of the wall of the mold 7.1 at the inlet side 13.1 and the outlet side 13.2. It can be seen that the channels machined in the plate 40 are not parallel and the channels machined in the insert plate 41 are also of a similar design.
Ezen az ábrán látható az is, hogy a hűtővíz áramlási sebessége a 30 olvadékszintnél kialakuló nagy fedési hányad ellenére állandó, mivel a 26.3 áramlási keresztmetszet, a járatok mélységének növekedése következtében állandó marad.This figure also shows that the flow rate of the cooling water is constant despite the high coverage ratio at the melt level 30, since the flow cross-section 26.3 remains constant as the depth of the passages increases.
Az 5e ábrán láthatók a 29 hűtőjáratok a 13.1 bemenő oldalon és a 13.2 kimenő oldalon, a hozzájuk tartozó 29.1 terelőlemezekkel. A járatok szélessége és mélysége itt is az elmondottakhoz hasonlóan változik.Figure 5e shows the cooling channels 29 on the inlet side 13.1 and the outlet side 13.2, with their associated baffles 29.1. The width and depth of the channels vary here as described above.
A 6. ábrán a találmány szerinti megoldás (6b ábra) összevetése látható a technika állásával (6a ábra). Jóllehet itt (és a korábbi példákban) csak a négyszögletes keresztmetszetű hútőjáratokat mutatjuk, nyilvánvaló, hogy ugyanígy működik egy hűtőfuratokkal kialakított kokilla is, amelyben a megfelelő áramlási keresztmetszeteket a furatokba bevezetett kúpos rudakkal lehet kialakítani.Figure 6 shows a comparison of the solution according to the invention (Figure 6b) with the prior art (Figure 6a). Although only cooling channels with a rectangular cross-section are shown here (and in the previous examples), it is obvious that a mold with cooling holes works in the same way, in which the appropriate flow cross-sections can be formed by means of conical rods inserted into the holes.
Claims (14)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10041399 | 2000-08-23 | ||
| DE10138988A DE10138988C2 (en) | 2000-08-23 | 2001-08-15 | Chilled continuous casting mold for casting metal |
| PCT/EP2001/009599 WO2002016061A1 (en) | 2000-08-23 | 2001-08-21 | Chilled continuous casting mould for casting metal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUP0301470A2 true HUP0301470A2 (en) | 2003-08-28 |
Family
ID=26006791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU0301470A HUP0301470A2 (en) | 2000-08-23 | 2001-08-21 | Chilled continuous casting mould for casting metal |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20050098297A1 (en) |
| EP (1) | EP1313578A1 (en) |
| JP (1) | JP2004506520A (en) |
| CN (1) | CN1447725A (en) |
| AU (1) | AU2001291780A1 (en) |
| BR (1) | BR0113481A (en) |
| CA (1) | CA2420232A1 (en) |
| CZ (1) | CZ2003518A3 (en) |
| HU (1) | HUP0301470A2 (en) |
| MX (1) | MXPA03001578A (en) |
| PL (1) | PL360841A1 (en) |
| RU (1) | RU2003107845A (en) |
| WO (1) | WO2002016061A1 (en) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI268821B (en) * | 2002-04-27 | 2006-12-21 | Sms Demag Ag | Adjustment of heat transfer in continuous casting molds in particular in the region of the meniscus |
| DE10304543B3 (en) * | 2003-02-04 | 2004-05-27 | Sms Demag Ag | Continuous casting of liquid metals, especially liquid steel, comprises partially reducing the heat transfer number during cooling in the region of the heat flow shadow of the submerged nozzle |
| DE102005026329A1 (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | Km Europa Metal Ag | Liquid-cooled mold for continuous casting of metals |
| DE102006001812A1 (en) * | 2005-12-05 | 2007-06-06 | Km Europa Metal Ag | Mold for continuous casting of metal |
| RU2345862C1 (en) * | 2007-04-11 | 2009-02-10 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | Method of ingot continuous casting |
| RU2349412C2 (en) * | 2007-05-02 | 2009-03-20 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | METHOD OF STOCK STEEL CONTINUOUS CASTING WITH USAGE OF CRYSTALLISER WITH SIDES RATIO 300×330 mm |
| CN104722724B (en) * | 2013-12-23 | 2018-02-16 | Posco公司 | Mould and its cooling means for continuously casting |
| JP6358178B2 (en) * | 2015-06-30 | 2018-07-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Continuous casting method and mold cooling water control device |
| CZ306775B6 (en) * | 2016-05-10 | 2017-06-28 | MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ VÝZKUM s.r.o. | An ingot mould assembly with water cooling |
| IT201900010347A1 (en) | 2019-06-28 | 2020-12-28 | Danieli Off Mecc | CRYSTALLIZER FOR CONTINUOUS CASTING OF A METALLIC PRODUCT AND RELATIVE CASTING PROCEDURE |
| CN111036866B (en) * | 2019-12-18 | 2021-08-03 | 河北工业职业技术学院 | A continuous casting slab crystallizer |
| CN115007816B (en) * | 2022-05-06 | 2026-01-13 | 西峡龙成特种材料有限公司 | Thin slab continuous casting crystallizer copper plate with cooling structure |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1082988A (en) * | 1964-12-22 | 1967-09-13 | British Iron Steel Research | Moulds |
| US3763920A (en) * | 1972-03-16 | 1973-10-09 | United States Steel Corp | Water inlet construction for continuous-casting molds |
| JPS5861952A (en) * | 1981-10-06 | 1983-04-13 | Hitachi Zosen Corp | Mold for continuous casting equipment |
| JPS59133940A (en) * | 1983-01-21 | 1984-08-01 | Mishima Kosan Co Ltd | Mold for continuous casting |
| JPH0211249A (en) * | 1988-06-29 | 1990-01-16 | Kawasaki Steel Corp | Mold for continuous casting |
| US5207266A (en) * | 1992-01-03 | 1993-05-04 | Chuetsu Metal Works Co., Ltd. | Water-cooled copper casting mold |
-
2001
- 2001-08-21 JP JP2002520973A patent/JP2004506520A/en not_active Withdrawn
- 2001-08-21 EP EP01971934A patent/EP1313578A1/en not_active Withdrawn
- 2001-08-21 CN CN01814553.1A patent/CN1447725A/en active Pending
- 2001-08-21 BR BR0113481-7A patent/BR0113481A/en not_active IP Right Cessation
- 2001-08-21 WO PCT/EP2001/009599 patent/WO2002016061A1/en not_active Ceased
- 2001-08-21 PL PL36084101A patent/PL360841A1/en unknown
- 2001-08-21 MX MXPA03001578A patent/MXPA03001578A/en not_active Application Discontinuation
- 2001-08-21 HU HU0301470A patent/HUP0301470A2/en unknown
- 2001-08-21 AU AU2001291780A patent/AU2001291780A1/en not_active Abandoned
- 2001-08-21 US US10/362,253 patent/US20050098297A1/en not_active Abandoned
- 2001-08-21 CA CA002420232A patent/CA2420232A1/en not_active Abandoned
- 2001-08-21 CZ CZ2003518A patent/CZ2003518A3/en unknown
- 2001-08-21 RU RU2003107845/02A patent/RU2003107845A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2002016061A1 (en) | 2002-02-28 |
| RU2003107845A (en) | 2004-12-27 |
| JP2004506520A (en) | 2004-03-04 |
| BR0113481A (en) | 2003-07-15 |
| AU2001291780A1 (en) | 2002-03-04 |
| PL360841A1 (en) | 2004-09-20 |
| MXPA03001578A (en) | 2003-10-15 |
| EP1313578A1 (en) | 2003-05-28 |
| CN1447725A (en) | 2003-10-08 |
| US20050098297A1 (en) | 2005-05-12 |
| CZ2003518A3 (en) | 2003-08-13 |
| CA2420232A1 (en) | 2003-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HUP0301470A2 (en) | Chilled continuous casting mould for casting metal | |
| US7007739B2 (en) | Direct chilled metal casting system | |
| RU2240892C2 (en) | Liquid-cooled mold | |
| TWI268821B (en) | Adjustment of heat transfer in continuous casting molds in particular in the region of the meniscus | |
| CN102112255B (en) | Continuous casting metal molds for liquid metals, especially for liquid steel | |
| US20100000704A1 (en) | Extrusion die for liquid metals, in particular for liquid | |
| MXPA04007247A (en) | Liquid-cooled permanent mold. | |
| CA2351081C (en) | Mold plate of a continuous casting plant | |
| JP2003507190A (en) | Molds for continuous casting of steel billets and blooms | |
| Gupta et al. | Effect of mould geometry, coating, and plate thickness on the thermal profile of continuous casting moulds | |
| DE10138988C2 (en) | Chilled continuous casting mold for casting metal | |
| US7363958B2 (en) | Continuous casting mold for liquid metals, especially for liquid steel | |
| RU2082541C1 (en) | Multiple-pass crystallizer for continuous horizontal casting of bars | |
| US20160311014A1 (en) | Casting Mould for Casting Steel Melt | |
| JP2005512818A (en) | Mold for continuous casting of metal strips | |
| JP7768079B2 (en) | Continuous casting mold and method of manufacturing continuous casting mold | |
| EP0992304B1 (en) | Process for measuring and regulating temperature and quantity of cooling water in the walls of a continuous casting mould | |
| Singh | Mould heat transfer in the high speed continuous casting of steel slabs | |
| Hsueh-Shang et al. | Effect of die-surface treatment on magnesium alloys fluidity | |
| JP2010036191A (en) | Continuous casting method for steel | |
| US20050061469A1 (en) | Apparatus for continuous casting of metal strips | |
| RU2100134C1 (en) | Mould for continuous casting of metals | |
| US20090199993A1 (en) | Cooled continuous casting mold | |
| RU56840U1 (en) | CRYSTALIZER FOR CONTINUOUS CASTING OF STEEL | |
| UA76368C2 (en) | Crystallizer for continuous pouring of metals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FD9A | Lapse of provisional protection due to non-payment of fees |