Способ охлаждения слитка на криволинейной машине непрерывного литья заготовки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 В 22 D 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

P (21) 3838464/22-02 (22) 08.01.85 (46) 07.07.86. Бюл. ¹ 25 (71) Институт черной металлургии (72) В.С.Есаулов, В.А.Николаев, В.И.Лебедев, A.È.Сопочкин и В.И.Семеньков (53) 621.746.047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 445510, кл. В 22 D 11 /00, 1975.

Патент США № 3945424, кл. В 22 D 11/12, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 950487, кл. В 22 D 11/00, 1980. (54) (57) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ СЛИТКА

НА КРИВОЛИНЕЙНОЙ МАШИНЕ НЕПРЕРЫВНОГО

ЛИТЬЯ ЗАГОТОВКИ, включающий охлаждение поверхности слитка с изменением удельных расходов охладителя вдоль зоны охлаждения по экспоненциальному закону от максимального значения в начале до минимального к концу зоны охлаждения с разным расходом охладителя по малому и большому радиусам кривизны заготовки, о т л и ч а ю„„SU„„1242295 А 1 щ и й:с я тем, что, с целью улучшения качества поверхности по малому радиусу кривизны заготовки и увеличения срока службы верхних роликов разгибающего участка зоны охлажденйя, расход охладителя вдоль разгибающего участка зоны охлаждения по малому радиусу кривизны заготовки поддержи- вают постоянным и равным 0,20-0,30 максимального значения удельного расхода в начале зоны охлаждения, а по большому радиусу увеличивают от начала к концу разгибающего участка по параболическому закону до 0,85-1,10 указанного значения, после чего удельный расход охладителя. вдоль участка, расположенного между. разгибающим и горизонтальным по малому радиусу кривизны заготовки, увеличивают от начала к концу этого участка по параболическому закону на 10-ЗОЛ предьщущего значения удельного расхода охладителя, а по большому радиусу снижают

О® 4 до 0,3-0,5 значения удельного расхода. в начале зоны охлаждения.

4ь

Ь )

b3

CO

Сл! 1242295 2 сится к черной ме- ний не обеспечивается отвод,необхок непрерывной димого количества тепла с поверхносриволинейных маши- ти заготовки, и она перегревается. тья заготовки Интенсивность охлаждения на уровне 0,3 максимальных значений более — улучшение ка- эффективно использовать при отливке по малому радиусу более тонких заготовок (150-200 мм), и увеличение срока поскольку термическое сопротивление ков разгибающего оболочки в этом случае достаточно ения. для передачи тепла от жидкой сердце— ьных расходов ох-, вины к поверхности заготовки и не на поверхность . имеется локальных переохлаждений по

b разгибающего толщине корочки. Увеличение расходов и равными 0,2- выше уровня 0,3 приводит к переохлаже зоны охлаждения 1- дению поверхности заготовки и повыышением на этом .шает количество трещин.

Изобретение отно таллургии, а именно разливке стали на к нах нецрерывного ли (МНЛЗ).

Цель изобретения чества поверхности кривизны заготовки службы верхних роли участка зоны охлажд

Поддержание удел ладителя, подаваемых малого радиуса вдол участка, постоянными

0,3 расхода в начал с одновременным пов участке по параболическому закону рас9 ходов воды по большому. радиусу в пределах 0,85-1, 10 максимальных значений в начале охлаждения объясняется необходимостью улучшения качества поверхности наиболее пораженного дес фектами малого радиуса и уменьшения нагрузки на верхние ролики участка выпрямпения слитка. Увеличение интен-. 25 сивности охлаждения поверхности слит ка малого радиуса на разгибающем участке способствует переохлаждению корочки слитка, дополнительному возрастанию растягивающих напряжений в оболочке, зачастую превышающих допустимые значения, а также снижению ее пластичности, что в целом приводит к образованию поверхностных трещин, в основном поперечных. Охлаждение поверхности малого радиуса с постоянной интенсивностью на уровне

0,2-0,3 максимальных значений в начале зоны охлаждения по предлагаемому способу охлаждения позволяет иметь на этом участке оптимальную температуру поверхности заготовки без образования на ней поверхностных трещин.

Удельные расходы воды по малому радиусу разгибающего участка на уровне 0,2-0,3 максимальных. значений on

45 ределяются толщиной отливаемого слитка. Расходы воды на уровне 0,2 при всех скоростях разливки более целесообразно устанавливать дпя сравнительно толстых слитков (толщиной " 200300 мм), так как термическое сопротивление оболочки заготовки достаточ" но велико и более высокий расход охладителя лишь переохлаждает поверх"ностные слои металла и ухудшает качество поверхности, а отбор тепла при этом не увеличивается. При интен- сивности охлаждения ниже 0,2 значеОдновременное увеличение удельных расходов воды по большому радиусу до уровня 0,85-1,10 максимальных значений начала охлаждения с целью снижения нагрузки на верхние ролики разгибающего участка и повышения срока их службы обусловлено тем,что оболочка слитка с наружной стороны в зоне разгиба испытывает деформацию сжатия и повышение интенсивности охлаждения в этих пределах не ухудшает качества поверхности. Создание интенсивности охлаждения по большому радиусу в указанных пределах обеспечивает оптимальный температурный перепад, способствующий выпрямпению заготовки и позволяющий существенно. снизить нагрузку на верхние ролики зоны разгибания.

Интенсивность охлаждения на уровне 0,85 значений максимальных .расходов начала охлаждения целесообразно поддерживать при отливке сравнительно тонких заготовок (толщина 150200 мм). Ниже этого уровня охлаждение слитка по большому радиусу становится недостаточным для создания необходимого температурного градиента, позволяющего облегчить выпрямпение заготовки и снизить нагрузки на верхние ролики. Удельные расходы воды на уровне 1, 1 максимальных значений начала охлаждения необходимо устанавливать при отливке слитков большой толщины (220-300 мм и более). Дальнейшее увеличение удельных расходов воды приводит к заметному переохлаждению оболочки слитка.по большому радиусу и возникновению термических напряжений, превосходящих допустимые значения и приводящих к возникновению трещин. Установлено, 12422 что нагрузка на верхние ролики при этом не уменьшается.

Увеличение количества подаваемого охладителя на участке охлаждения между разгибающим и горизонтальным по поверхности малого радиуса на 10-ЗОЖ по сравнению с предыдущим расходом, и снижение по большому радиусу до

0,3-0,5 значений удельного расхода в начале охлаждения объясняется зако- 10 номерностью роста оболочки, изменением термического сопротивления слитка и теплового потока. На практике это приводит к уменьшению выпучивания заготовки между роликами, так 11 как увеличивается при этом прочность оболочки слитка и уменьшается количество трещин в осевой зоне. Поддержание такой интенсивности . обеспечивает выравнивание теплоотвода на ука- щ занном участке охлаждения по сторо нам большого и малого радиусов заготовки, причем меньшие значения (увеличение на 10Х со стороны малого радиуса и уменьшение до 0,3 уровня мак- 25 симальных значений начала охлаждения большого радиуса) необходимо устанав— ливать также для заготовок толщиной 220-300 мм, а большие (307. и 0,5 значений) для слитков меньшей толщины ЗО (150-200 мм). Поддержание удельных расходов воды как вьппе, так и ниже указанных пределов охлаждения не обеспечивает выравнивания интенсивности теплоотвода по периметру заготовки на последней стадии кристаллизации слитка, что приводит к ухудшению качества поверхности заготовок. (Пример. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор сече- 4О нием 150х1200 мм.подают сталь марки

14Г2АФ и вытягивают заготовку со скоростью 0,8 м/мин. Зона вторичного охпаждения имеет протяженность "1.7 м, из них 8 м чисто радиального участка, 5 .м криволинейного разгибающего участка и остальные ;4 м приходятся на участок окончательного выпрямпения слитка с переходом на прямолинейный.

На каждом участке охлаждение заготов- ки производят при помощи водовоздушной смеси и удельные расходы воды в потоке смеси на радиальном участке изменяют по экспоненциалъному закону, при этом максимальные удельные значения 3,0 м /м ч по обоим радиусам устанавливают под кристаллизатором и понижают до 0,9 м /м ч в

95 4 конце радиального участка.. В дальнейшем на участке выпрямления заготовки. интенсивность охлаждения по малому радиусу поддерживают постоянной на уровне 0,3 максимальных значений начала охлаждения, т.е. " 0,9 мз /м ч, а на поверхности большого радиуса одновременно увеличивают до 0,85 значений начала охлаждения, т.е. до

2,4 м /м, ч. В конце выпрямления слитка и при переходе на горизонтальный участок удельные расходы воды по малому радиусу повышают на 30Х, т.е. до значений 1,2 м /м . ч, а по большому радиусу понижают до 0,5 первоначальньгх значений т.е. до 1,5м /м ч.

Применение предлагаемого режима охлаждения слябовых заготовок сечениям 150х1200 мм позволяют уменьшить нагрузки на верхние ролики по малому радиусу с 30-32 до 15-18 тс и полу- . чить их более равномерными на всей длине участка выпрямпения . В результате уменьшения напряженного сэстояния верхних слоев заготовки малого радиуса улучшается качество поверх- ности. Протяженность поперечных трег щин уменьшается в Z-2,5 раза (с 2025 до 10 тс), а глубина залегания с 6-8 мм до 3-4 мм. Применение режимов охлаждения ниже, либо вьппе указанных значений не способствует заметному снижению нагрузки на верхние ролики малого радиуса и улучшению качества поверхности, поэтому для се- чения заготовки -150Х1200 мм указанные значения следует считать оптимальными.

При отливке слитка сечением 250 х х 1600 мм и скорости разливки

0,8 м/мин протяженность жидкой фазы составляет 15 м. В этом случае удельные расходы воды в зоне вторичного охлаждения изменяют по экспоненциальному закону от максимального значения под кристаллизатором ("4,2 м /м ° ч) до 1,2 м /м, ч на расстоянии 12 м от мениска металла.

Затем по малому радиусу разгибающего участка удельные расходы воды поддерживают постояннйми на уровне 0,2 значений начала охлаждения, т.е. в пределах О,85-0,9 м /м - ° ч, а со стороны поверхности большого радиуса на этом же участке расходы. воды увеличивают до 1,10 значений начала охлажде,ния, т.е. до 4,5 м /м ° ч. На участке

5 1242295 в

Составитель А.Маслов

Техред М.Ходанич Корректор M.Ïoæo

Редактор E.Ïàïï

Заказ Зб48/15 Тираж 757

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д. 4/5

Подписное производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 окончания выпрямления и начала прямолинейного движения слитка удельные . расходы воды по малому радиусу повы.шают на 107. т.е. до значений

1,0 м /м ч, а по большому радиусу понижают до 0,3 первоначальньм значений, т,е. до 1,35 м /м ° ч.

При этом давление заготовки на

3 верхние ролики малого. радиуса снижается и на всем протяжении участка составляет 17-20 тс, а давление на последние ролики не превышает 2022 тс,, т.е. снижается. Понижение напряженного состояния поверхностных слоев слябовых заготовок, например при разливке трещиночувствительной ст. 09Г2ФБ, способствует уменьшению количества поперечных трещин на поверхности слитка с 20-25 шт. на 1м

S до 5-7 шт. на 1 м при использовании предлагаемого способа охлажцения.

Глубина залегания поперечных трещин снижена с 5-7 мм до 2-3 мм.

Применение изобретения позволит повысить качество цоверхности заготонки за счет сокращения количества и степени развития поперечных трещин.

Кроме того, срок службы верхних роликов,разгибающего участка увеличива ется в среднем в 1,5-1,6 раза за счет снижения нагрузки на верхние ролики по малому радиусу.