Способ горизонтального непрерывного литья заготовок
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 11 11/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4071010/02 (22) 16.06.86 (46) 30,04.92. Бюл. Р 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им.А.И.Целикова (72) В.С.Капитанов, В.С.Смирнов, А.А.Иванов, . F.Н.Манаенко, А.A.Öåликов и О.M,Ай.-.ин (53) 621. 746. 047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1088203> ;л. В 22 В 11/00, 1982. (4) СПОСОБ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к горизонтальИзобретение относится к ерной металлургии. а именно к непрерывному литью металлов с вытягиванием слитка в двух противоположных направлениях из горизонтально расположенного кристаллизатора, и может быть использовано в системах автоматического управления технологическим процессом на горизонтальных машинах непрерывного литья заготовки (ГИНЛВ) с двусторонним вытягиванием слитка, Цель изобретения - повь шение стабильности процесса литья, улучшение качества заготовок и увеличение выхода годного.
На Фиг. 1 изображен продольный разрез устройства дл>. ли; ь=; на
„.,SU И98ж л1 ному непрерывному литью металлов кристаллизаторе с двусiîð>ííèì pbl тягиванием слитков. (!ель изобос ения повь.шение стабильности процесса литья, улучшение качеств-..з".аготовок и увеличение выхода годного. В процсссе литья охлаждают противоположныс заготовки и регулируют интенсивности их охлаждения в зависимости от изменения величины смещения зоны разрыва заготовок относи ельно центра кристаллизатора, при ем интенсивность охлаждения заготовки, расположенной ближе к зоне разрыва, увеличивают, а интенсивность охлаждения противоположной загnòовки уменьшают. табл., 2 ип, фиг 2 †. то же, при смещении зоны разрыва.
Качество литого металла повышается благодаря улучшению его макроструктуры за счет стабилизации теплового режима противоположных заготовок в зависимости оТ изменения величины смещения зоны разрыва относительно центра кристаллизатора. Вследст вие этого возникающие в загoToBKRx температурные градиенты и термические напряжения не будут превосходить допусти мь:е зна ения и в заготовках нс будут возникать внутренние и наружные трещины.
Своевременное увеличен е интснсивности охлаждения на выходе из кри .таллизатора при смещении к то>..у вьходу
139Р-255
lP
2е;
35 .
46
4$ зоны р :<11ына cl Устройство для литья содер»<ит кристаллизатор 1 с металлоприемником ?, в котором формуетс.я корочка 3 непрерывнолитых заготовок 4 и <1. При равенстве скоростей вь<тягивания заготовок 4 и 5 положение зоны разрыва совпадает с линией подвода жидкого металла в кристаллиэатор. В реальных условиях практv<чeски невозможно обеспечить абсоГ<ютного равенства скоростей вытягивания об: — их эаготОвОк, При разноcTII скоростей зона I) B 3 P b BB cI ДЛЛ ОП(1ЕД(.ЛЕНИЛ ПО,1СЖЕНИЛ . .<ОНЫ p(I3pbIBc3 ЗаГ О ГOBOI; мОЖИО ИСГ1ОГIЬЗОваТь термопары 6, установленные в стенках кристаллиэатора с шагом «Г<< . При расположении эоны разрыва в центре кристаллиэатора по месту подвода металJlB TE еПЕРатУРа МЕДНОЙ СТЕНКИ КРИСтаЛлиэат эра в центре имеет максимальное :: <ачение, а температуры в То<-ках, равноудаленных от центр.-: кристалли:-атора, равны между собой, причем с увеличением расстолни« О1 центра l р«<сталлизатора температура медной стенки уменьшаетсл. В случае (:мещенил вонь! раэрь<ва От L,åíòðB крист-.ллиза,op < темпе",.атура в этой точке снижается, тогда как ,температура в других точках Iiçìål- BBTñë TBким образом, что в точке, бг<излежащей к этой зоне, повышаетсл, а в точке, симметрично располо»енной по другую сторону От центра «ристаллизатора „уменьшаетсл. В точ«ах,равноудален«ых от центра кристаллизатора, возникает разность темгератур, прогорциональнал величине смещения зоны разрь.ва„ Таким образом, Bio измерению темпера гуры медных стенок «ристалли3атора в нескольких точГ,:ах Определяют расположение в кристаллизаторе зоны разрыва . Смещение зоны разрыва относительно центра кристаллизатора вызывает соответствующее смещение зоны начального формирования корочки 3 заготовок 4 и 5 на ту же величину, на которую изменяютсл длины зон их контактного охлаждения в кристаллизаторе, т.е. на величину E (см.фиг.2), Изменение длин эон контактного охлаждения заготовок приводит к изменению теплооотвода в кристаллизаторе и учитывается при последующем вторичном охлаждении заготовки в зонах охлаждения 7, расположенных за кристаллиэатором 1. Коэффициент пропорциональности К" зависит от марки разливаемой стали, сечения заготовки, от заданного режима охлаждения заготовки и конструкции горизонтальной МНЛЗ. Диапазон изменения коэффициента пропорциональности составляет К = 3 р е 12 мин ч. Пример, Непрерывное литье стали производят на горизонтальной МНЛЗ с двусторонним вытягиванием заготовок из кристаллизатора сечением l50 I50 мм и длиной 1,6 м. Жидкую còàëü 35 иэ сталеразливочного ковша подают в металлоприемник 2, установленнь<й на кристаллизаторе 1. Иэ горизонтального кристаллиэатора 1 в двух противоположных направлениях вытягивают заготовки 4 и 5 со скоростью 1,4 м/мин. В зоне вторичного охлаждения заготовку поддерживают и направляют при помощи роликов и охла><(дают их поверхность охладителем, распыляемь<м из форсунок в виде факела. форсунки сгруппированы, например, по двум зонам охлаждения, дли-!!bi которых соответственно составллют 0,2 и и 2,8 м. Общая длина эо" нь. вторичного охлаждения или суммарная длина зон охлаждения одного ручья составляет 3,0 м. Интенсивности охлаждения противоположных заготовок устанавливают одинаковыми с плотностями орошения в зоне I 10 м /м ч и в зоне II — 3 м /м, что 3 в пересчете на расходы охладителя на четыре грани заготовки соответственно составляет: для эоны I 1,2 м /ч и для зоны II - 5,0 м /ч. Определение положения зоны разрыва заготовок относительно центра кристаллизатора производится измерением температуры медной стенки кристаллизатора при помощи трех термопар. Термопары установлены по обе стороны кристаллиэатора на расстоянии а = 400 мм от его центра и в самом центре кристаллизатора (см. фиг.1 и фиг,2) . 139 При вытягивании заготовок в двух противоположных направлениях тепловой поток в зоне разрыва, а следовательно, и температура медной стенки кристаллизатора максимальные. При нулевом смещении зоны разрыва (см.фиг.1) температура медной стенки по центру кристаллиэатора составляет 250 С, а в точках равноудаленных от него на расстоянии 400 мм, о температура одинаковая и равна 150 C. Тогда при расчете изменения интенсивности охлаждения противоположных заготовок получаем для зоны I: 8g„= к -Гу (L- (L -8)У 12 1,L ((08 — «) (0,8 — 0)) = Ом/м ° ч; О () 2 = к -Гу (-(() +Б- JL j = 12 -)1,й («) (0,8+ 0) — -)0,8 ) = = О м /м . ч; и для зоны II ОЯ," = к" - (У ()1. - ((1 -в )3 = 3, 5 1, (-т) 08 —. (О, 8 - 0 ) )= О м /м ° ч, 3 z. 8255 6 лиэатора температура в центра пьной точке падает, а в точках, разноудаленных от центра кристаллизатпра, возникает разность температур, про5 порциональная вели чине смещения зоны разрыва. При смещении зоны разрь)ва в сторону правого ручья (см.фиг.2) температура в точке, удаленной впра во от центра кристаллизатора на 400 мм, о повышается дп 175 С, а в точке, удаленноЙ влево на Тп же расстояние, понижается до 140 C. Величина смео„ щения зоны разрыва заготовок относительно центра кристаллиэатпра пропорциональна разности этих темпераTvp и составляет где )) - эмпирический коэффициент, Г C2ì), аависвиий от конструкции кристаллизатора и схемы установки О термопар. В данном примере() = 350 C/ì. g5 Тогда при смещении зоны разрыва на — 0,1 м интенсивность охлаждения заготовки 4, расппложенной ближе к зоне разрыва, должна быть увеличена на величину (по зонам I и II): Qgi = 12 (15 («)0,8 — -«)(0,8 — 0,1))= 082 м З/м ч. Ь 8 = 3,5W(C (о) 08 — (0 8-0,1)) = 68" = к", (у (л. it)- Ji) = 3,5 )1й((0,8 +0) — «)0,8)= = О м /м ч, 2 / //2 . в E/2 где К = 12 мин ч, )У = 3,5мин чкоэффициенты пропорциональности спответственно для зоны 1 и зоны II," I, = 0,8 мм — длина зоны контактного охлаждения заготовки, равная половине длины кристаллизатора; о = О, мвеличина смещения зоны разрь(ва заго- товок относительно центра кристаллизатора. Интенсивности охлаждения противоположных заготовок, а следовательно и расходь1 охлади3еля в ) зонах охлаждения останутся без изменений. В табл. 1 сведены значения интенсивности охлаждения и расходы охладителя в зонах для левого и правого ручьев ГМНЛ?. При смещении зпнь(Разрь(я;. (5 ту или ЛРугую сторону ()3 центг)2) кристал. — О,24 м /м.ч, 2 35 а интенси вность охлаждения противоположной заготовки 5 должна быть уменьшена на величину (по зонам 1 и 40 II) 68 = 12 «)1,« (а/ 0,80, 1) — к(0,8«) — 0,77 м/мч z — «)О,8 )со Ь Ясс 3,5 31,« (— 0,22 и /M÷ Интенсивность охлаждения и соответствующие им расходы пхладителя, о полученные после их коррекции, сведены s табл.2 для левого и правого ручьев ГМНЛЗ. При дальяейшем смещении зоны разрыва в ту же стоРону правого ручья ГМНЛЗ температура в точке, удаленной вправо от центра кристаллизатппа, повышается еще больше — дс 21 « С, а в точке, удаленной влево, пгни+;ется 13 до 105 )С. Величина смещения зоны разрыва заготовок составит тогда (210-105) 0,3 м. Инт енси вност ь Охлаждения за готовки правого ручья ГИНЛЯ, расположенной ближе к зоне разрыва, должна быть увеличена в зонах I u II на следую-, I щие величины: (!8 =12 (1,5 («(0,8-«Г(0,8-0,3) 7 = 2,66 м /м ч., () 1, = 3, 5 -) 15 («to, 8 - .! (О, 8-о, 3 ) 7 = 0,77 м5/матч., I а интенсивность охлаждения заготов" ки левого ручья должна быть уменьшен. в зонах I u II соответственно на: = 1 2 1 1, 5 («((o, 8+0, 3 ) — 0, 8 ) = — 2,20 )л /M ч., ((811 =,, 5 «1 ),7 (1(p, B+О, 3) — -1 0,8 3 = 0,64 м/м ч, 2 что приводит к следующим величинам интенсивности охлаждения и расходов охладителя по зонам и II (см.табл.3) С целью удержания зоны разрыва ближе к центру кристаллизатора в процессе литья изменяют скорости вытягивания противоположных заготовок. Скорость вытягивания заготовки l контактирующей с участком кристалпизатора с большей температурой, уменьшают на 0,2 м/мин, а другой заготовки 5 увеличивают на 0,2 м/м)лн. По эт эму режиму заготовки вытягивают до перемещения зоны разрыва в центр кристаллизатора, т.е. до выравнивания температур в симметричных точках кристаллизатора. При этом температура стенки в центре кристаллизатора постепенно увеличивается до м)ксимального значения (. 25(i С) для данных условий разливки (температура металла, скорость литья). ПродолжиTRïüí0ñTü перемещения зоны разрыва в центр кристаплизатора определяется вепичиной ее смещения и разностью скоростей вытягивания, что для данных условий составляет 1 мин. ИнтенсивнОсть Охлаждения противо попожных заготовок после лзменения скоростей 1лх Bb)TFi!-è(.:.)í((5(должна быть 9" 255 8 скорректирована согласно значениям их скоростей, Для скорости вытягива ! ния 1,2 м/мин интенсивность охлажде-! )лия по зонам должна составлять: зона I — 9 м /м ч., эона II — 2,4 м З/ м .ч., а для скорости 1,F м/мин соответственно: зона 1 — 11 м /м ч., зона II— 3,6 м, м ., Однако с учетом величи3 ны смещения зоны разрыва 7= 0,3 м их следует изменить: для заготовки, расположенной ближе к зоне разрыва, увеличить на: 38, =12 5(),2(J0,8-,)(0,8-0,3)1 = — 2,46 м/ м ч., 885 = 3,5 11,2 (0,8- J(0 t!-p 3) 1 = 0,72 м /м ч., а для противоположной заготовки уменьшить на: ((8 = 12 1,8 («1(О,8+0,3) - 5(r),8 )(= 2,34 м /м ч 88 = 3,5 -)1,8 (51(0,8to,3, — -«(0,8 )= 068 м /)л ч., ЗО что приводит к следующим величинам интенсивностей охлаждения и соответствующим им расходам охладителя по т II ° (1ри)ленение способа позволяет повысить производительность за счет повышения стабильности процесса литья л предотвращения прорывов корочки заготовки на 2l и увеличить выход годного на Фор мула из обретения Способ горизонтального непрерывного литья заготовок, включающий под4> вод металла по центру кристаллизатора, вытягивание из него эаготг)вок в двух противоположных направлениях, их охлаждение и Определение положения зоны разрыва заготовок, о т л и ч а о шийся тем, что, с целью повышения стабильности процесса литья, улучшения качества заготовок и увеличения выхода годного, R процессе литья интенсивность охлаждения проти воп оло)нных загс)товок регулируют в зависимости от изменения величины смещения зоны разрь)RR заготовок относлтельно центра кристэллизатора, причем интенсивность Охлаждения за— 1398255 Табли ца 1 Левый ручей Правый ручей м /и ц м /ч з э М /М. Ч M /4 10,0, 1,2 3,0 5,0 10,0 1,2 3,0 5,0 Зона I эона II Таблица 2 Правый ручей Левый ручей м /м ч м /ц м /м м /ч э г э 10,82 1,30 3,24 5,44 Зона I 9,23 Зона I I 2, 78 1,11 4,67 ю Табли ца 3 Правый ручей Левый ручей м /м ч м /ч 3 z м/мч г м /ч э 12,66 1,52 3,77 6,33 7,80 0,94 2,36 3,96 Зона I Зона II Табли ца 4 Правый ручей скорость 1,2 м/мин Левый ручей скорость 1,6 м/мин и 3/и ч м 3/ц и /и ч м /ч 3 3 8,66 2,92 11,46 1,38 3,12 5,24 1,04 4,91 Зона 1 Зона II готовки, расположенной ближе к зоне разрыва, увеличивают на величину - к vga, — (к -3") J ) 5 а интенсивность охлаждения противоположной заготовки уменьшают на величину д g = к +v и. +Ь вЂ” Д j, где gg - величина изменения интенсивности охлаждения м /м ч., К - коэффициент пропорциональности мин / ч., V — скорость вытягивания заготовок, м/мин, Ь вЂ” длина зоны охлаждения 3 заготовки, м, величина смещения зоны разрыва заготовок относительно центра кристаллизатора, м. 139" 2!i5 ФигЗ Редактор Е.Гиришман Текред M,Моргентал Корректор A° . Обручар Заказ 2314 Тираж Подписное ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытияи при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
