Способ непрерывной разливки металла
Изобретение относится к металлургии, а именно к охлаждению непрерывно-литых слитков в процессе разливки. Цель изобретения - улучшение качества непрерывно-литых слитков. В процессе непрерывной разливки контролируют расход охладителя в каждой форсуночной секции и при его изменении в одной из секций соответственно изменяют в обратно пропорциональной зависимости расходы охладителя в каждой из следующих секций на величину ΔQК, определяемую по зависимости ΔQК=ΔQ<SB POS="POST">N</SB>/(N-N) <SP POS="POST">.</SP> (0,5 - 1,5), где N - число форсуночных секций N - порядковый номер форсуночной секции, начиная от кристаллизатора, в которой происходит самопроизвольное изменение охладителя K - порядковый номер форсуночных секций, в которых производят изменение расхода охладителя ΔQ<SB POS="POST">N</SB> - величина самопроизвольного изменения расхода воды в N-ной секции (0,5 - 1,5 - эмпирический коэффициент, учитывающий толщину оболочки слитка в районе данной форсуночной секции, значение которого устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от значения K. При достижении ΔQ<SB POS="POST">N</SB> значения 0,2 - 0,5 от рабочего значения расхода охладителя в N-ой секции уменьшают скорость вытягивания слитка на величину, равную 0,2 - 0,4 рабочего значения.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
А1 (19) (111 (51)5 В 22 D 11/00, 11/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
„1
", 1Д
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
rlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4389492/23-02 (22) 09.03.88 (46) 07.02.90. Бюл. Р 5 (71) Металлургический комбинат "Запо.рожсталь" (72) А.В. Гребенюков, Ю.И. Жаворонков, Б.Н. Николаев, В.И. Лебедев и А.П. Щеголев (53) 621.746.047(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ì4 638422, кл. В 22 D 11/00, 1977, (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОИ РАЗЛИВКИ
МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к охлаждению непрерывно-литых слитков в процессе разливки. Цель изобретения — улучшение качества непрерывно-литых слитков.
В процессе непрерывной разливки контролируют расход охладителя в каждой форсуночной секции и при его измене нии в одной из секций соответственно изменяют в обратно пропорциональной
Изобретение относится к металлур1 гии, конкретнее к охи;.вождению непрерывно-литых слитков в процессе разливки, Целью изобретения является улучшение качества непрерывно-литых слитков.
Изменение расходов охладителя в форсуночных секциях необходимо для соответствуЮщего повьппения или понижения температуры поверхности слитка с. целью достижения необходимого ее распределения по длине слитка в случае засорения форсунок и самопроизвольного изменения расходов воды.
2 зависимости расходы охладителя в каждой из последующих секций на величину и q„ определяемому по зависимос- ти Aq „ = dQ„/(N-n) ° (0,5...1,5), где
Б —; п— порядковый номер форсуночной секции, начиная от кристаллизатора, в которой происходит самопроизвольное изменение охладителя; k — - порядковый номер форсуночных секций, в которых произвбдят изменение расхода охладителя:
3 0„ — величина самопроизвольного изменения расхода воды в и-й секции; (0.05. 1.5) — эмпирический коэффициент, учитывающий толщину оболочки слитка в районе данной форсуночной с секции, значение которого устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от значения k. При достижении
ÜQä значения 0,2-0,5 от рабочего значения расхода охладителя в и-й секции уменьшают скорость вытягивания слитка на величину, равную 0,2-0,4 рабочего значения.
Изменение скорости вытягивания слитка при достижении ЬО „ значения
0,2...0,5 от рабочего значения расхода охладителя в и-й секции объясняется тем, что при этих условиях изменением расхода охладителя в секциях (Н-n) невозможно восстановить необходимую закономерность охлаждения слитка.
Диапазоны величин 3Q в пределах (0,2...0,5) от рабочего значения расхода охладителя объясняется закономерностями теплоотвода от поверхности слитка. При больших значениях проис1540931 ходит неисправимый: в дальнейшем разогрев поверхности слитка за счет внутреннего теплосодержания. При меньших значениях изменять скорость вытягивания слитка не имеет смысла, так как возникающее при этом нарушение режима охлаждения в и-й секции воз можно исправить при помощи изменения расходов воды в секциях (N-n). 1О
Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от величины рабочего значения расхода воды в и-й секции..
Изменение скорости вытягивания 15 слитка на величину, равную 0,2...0,4 от рабочего значения, объясняется закономерностями теплоотвода и формирования слитков при непрерывной разливке. При больших значениях происходит 20 переохлаждение мениска металла в кристаллизаторе, что вызывает образование на поверхности слитков поясов, заливин, ужимин и т.д. Иеньшие значения не имеет смысла устанавливать, 25 так как в этом случае последствия засорения форсунок ликвидируются посредством изменения расходов охладителя в секциях (N-n).
Указанный диапазон устанавливают 30 н прямой пропорциональной зависимости от рабочего значения скорости вытягивания слитков..
Прямо пропорциональная зависимость значения коэффициента (0,5...1,5) от толщины оболочки слитка объясняется величиной теплоотвода от жидкого металла через слой закристаллизовавшегося металла различной толщины. При больших значениях происходит переохлаждение поверхности слитка в секциях (N-n). При меньших значениях, наоборот, происходит разогрев поверхности слитка. Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональ- 45 ной Зависимости от расстояния секции от кристаллизатора.
Способ осуществляют следующим образом.
Пример 1. В процессе непре 50 рывной разливки в кристаллизатор подают сталь марки Зсп и вытягивают из него слиток сечением 200х1200 мм со скоростью 1,4 м/мин. В зоне вторичного охлаждения слиток поддерживают
55 и направляют при помощи роликов и охлаждают водой, распыпиваемой форсунками, сгруппированными в секции. Длина:жидкой фазы слитка составляет
1 (0,5 ° ..1,5), bQ1 где N — число форсуночных секций в зоне вторичного охлаждения, N-5
1 и — порядковый номер форсуночной секции, начиная от кристаллизатора, в которой произошло самопроизвольное изменение расхода воды, и 2;
k — - порядковый номер форсуночных секций, в которых производят изменение расхода воды, k и 5-2 3;
ЬЯ „ --величина самопроизвольного изменения расхода воды в секции N = 2, ДЯ 0,7 мз/ч; (0,5...1,5) — эмпирический коэффициент, величину которого устанавливают в прямой пропорциональной эавнсимости от значения k.
В этом примере увеличивают расходы воды в секциях N = 3-5 и устанавлива
ЬОs ют следующие расходы: b q = 0 5
5-2
О, 12 м /ч;
5,62 м /ч; а, - Q + 4Ч вЂ” ° 1 0
ЬЯа
5-2
+ bq = 4,23 и /ч
0,23 м /ч;
17,4 м, длина активной зоны кристаллизатора 0,8 м, длина зоны вторичного охлаждения 16,6 м. В зоне вторич-! ного охлаждения установлены пять форсуночных секций (N 5) с длиной по
3,32 м каждая. По длине каждой из форсуночных секций установлены от
10 до 5 рядов форсунок. На трубопроводах к форсункам установлены манометры, измерительная регулирующая и запорная аппаратура. Расходы воды в каждой форсуночной секции устанавливают следующими: Я 1 Q 8,0 м /ч.
N 2 Q 7,0 м /ч; N 3 Q 5,5м /ч:
N=4Q 40M3/÷; N 5 Q
3,0 м /ч.
В процессе непрерывной разливки происходит самопроизвольное уменьшение расхода воды в секции Н 2 вследствие засорения форсунок на величину
Д Q< = 0,7 м /ч или на 0,1 от рабочего значения. В этом случае изменяют в обратно пропорциональной зависимости расходы воды в каждой из последующих секций на величину 4q, определяемую по зависимости
1Ъ
qq> = 5 2 ° 1,5 = 035 м /; Q>
Q5 + hq = 3,35 м /ч.
При достижении величины
3,5 мз/ч или 0,5 от рабочего значения в секции N = 2 производят уменьшение скорости вытягивания слитка на
0,4 от рабочего значения или на
0,56 м/мин и устанавливают скорость вытягивания 0,84 м/мин. Соответственно уменьшают расходы воды во всех секциях, приводя их в соответствие со скоростью 0,84 м/мин.
При этом расходы воды во .всех N секциях устанавливают беэ учета эначений Д q к.
При такой организации режима вторичного охпаждения на происходит разогрев или переохлаждение слитка 20 сверх допустимых значений вследствие перераспределения расходов воды по форсуночным секциям. В случае обратного самопроизвольного повышения расхода воды в секции N = 2 сверх рабочего значения укаэанный прием производят повторно, при этом в секциях
k = 1-3 или N = 3-5 производят уменьшение расходов воды с соответствующим увеличением скорости вытягивания слитка.
Пример 2. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подают сталь марки Зсп и вытягивают из него слиток сечением 250х1600 мм со скоростью 1,0 м/мин. Длина жидкой фазы слитка составляет 19,4 мм, длина активной зоны кристаллизатора
0,8 м, длина зоны вторичного охлаждения 18,6 м. В зоне вторичного охлаждения установлены 6 форсуночных секций (И = 6) с длиной по 3,1 м каждая. По длине каждой из форсуночных секций установлены от 10 до 5 рядов форсунок.
Расходы воды в каждой форсуночной секции устанавливают следующими:
Я = 1 Ц = 7,5 м /ч; N = 2 Q — 6,0 м /ч; N = 3 Qy = 5,0 м /ч; N 4
Q< = 4,0 м /ч; К=5 (1 =3,0 м /ч, N = 6 Qz = 20мз/ч.
В процессе непрерывной разливки происходит самопроизвольное уменьшение расхода воды в секции N = 1 вследствие засорения форсунок на величину hQ = 1,1 м /ч или на 0,15 от рабочего значения. В этом случае изменяют aâ обратно пропорциональной зависимости раскопы воды в каждой из
40931 6 последующих секций на величину Qq, определяемую из соотношения ,1q„ = — (0,5...1,5).
30п
Пусть N = 6, n = 1, k 5, h(>, 1,1 м /ч. В этом случае увеличивают расходы воды в секциях N 2-6 и устанавливают следующие расходы: 3q — 011 мз /ч; С = Я + Ас1 =611 м /ч;
5q<= 0,165 м /ч, Q = Q + pq
5,165 м /ч; с1 = 3,22 м /ч;
Q + А q = 4, 22 м /ч, gq+=0 ° 275 м /ч
Ьс5 = 0,33м /ч; Qg = Q-+ Ас1Ч
= 3,275 м /ч; С = Q< +Dq> = 2,33 м /ч °
При достижении величины 4 Q <
2,6 м /ч или 0,35 от рабочего значения в секции N = 1 производят уменьшение скорости вытягивания слитка на
0,3 от рабочего значения или на
0,3 м/мин и устанавливают скорость вытягивания 0,7 м /мин. Соответственно уменьшают расходы воды во всех секциях, приводя их в соответствие со скоростью О,? м/мин, При этом расходы воды во всех N секциях устанавливают без учета значений bq .
При такой оргацизации режима вторичного охлаждения не происходит разогрев или переохлаждение слитка сверх допустимых значений вследствие перераспределения расходов воды по форсуночным секциям.
В случае обратного самопроизвольного повышения расхода воды в секции
М = 1 сверх рабочего значения Оз указанный прием производят повторно, при этом в секциях k = 1-5 или N = 2-6 производят уменьшение расходов воды
40 с соответствующим увеличением скорости вытягивания слитка.
1I р и м е р 3. В процессе непрерывной разливки в кристаллиэатор подают сталь марки Зсп и вытягивают из него слиток сечением 300х2000 мм со скоростью 0,6 м/мин. Длина жидкой фазы слитка составляет 21, 1 м, длина активной зоны кристаллизатора 0,8 м, длина зоны вторичного охлаждения
20,3 м. В зоне вторичного охлаждения установлены 7 форсуночных секций или
N = 7 с длиной по 2,9 м. По длине каждой из форсуночных секций установлены от 8 до 4 рядов форсунок.
Расходы воды в каждой форсуночной секции устанавливают следующими:N 1
7 0 м /ч; N = 2 (= 6 0 м /ч; ,N = 3 Q> = 5,0 м /ч; N = 4 (= = 4,0 м /ч; N.= =5 Qg = 3,0 м /ч
1540931
N =- 6 (? 2,5 мэ/ч N = 7
2,0 мэ/ч.
В процессе непрерывной разливки происходит самопроизвольное уменьше5 ние расхода воды в секции 11 = 3 вследствие засорения форсунок на величину
kQ> = О,Ь мэ /ч или на 0,12 от рабочего значения. В этом случае изменяют в обратно пропорциональной зависимости расходы воды в каждой из последующих секций на величину hq, определяемую иэ соотношения
Ч„= (15
Пусть N = 7, и = 3, k «, 0
0,6 мэ /ч. В этом случае увеличивают расходы воды в секциях N = 4-7 и устанавливают следующие расходы:
= 0,08 м /ч; О =. Q + bq, = 4,08 мэ /ч 20
Дс12 = 0,13 м /ч; Оэ — Qg + 1g
3,13 мэ/ч ЛЧ = 0,18 мэ/«; Цд
= Q< + с = 2,68 м /ч; hq< =0,225 м /ч; — + pq = 2,225 мэ /ч.
При достижении величины h Q1=
1,0 мэ /ч или 0,2 от рабочего значения в секции N = 3 производят уменьшение скорости вытягивания слитка на 0,2 от рабочего значения или на 0,12 м/мин и устанавливают скорость вытягинания
0,48 м/мин. Соответственно уменьшают расходы воды но всех секциях, приводя их в соответствие со скоростью
0,48 м/мин. При этом расходы воды во всех N секциях устанавливают без уче- 35 та значений с „.
В случае обратного самопроизвольного повышения расхода воды н секции
N = 3 сверх рабочего значения Q указанный прием про«зводят повторно, при 40 этом в секциях k = 1-4 или N = 4-7 производят уменьшение расходов воды с соответствующим увеличением скорости вытягивания слитка.
В качестве охладителя может приме- 45 няться как вода, так и водовоздушная смесь.
Предлагаемый способ позволяет исключить переохлаждение и разогрев поверхности слитка н случае самопро— извольного изменения расходов воды н форсуночных секциях нследстн«е засорения форсунок и последующей «х прочистки. В результате и слитках сни-55 жаются температурные градиенты и термические напряжения, не нозникают внутренние и наружные трещины.
Использование способа позволит уменьшить брак слитков по внутренним и наружным трещинам на 0,25Х, сокра-i тить количество обрези на 0,357.
Формула и з о б р е т е н и я
Способ непрерывной разливки металла, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание слитка с переменной скоростью, поддержание и направление слитка при помощи роликов, охлаждение поверхности слитка охладителем, распыливаемым сгруппированными в секции форсунками, и изменение расходов охладителя по форсуночным секциям от максимального значения под кристаллизатором до минимального значения в последней секции, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества непрерывно-литых слитков, в процессе непрерывной разливки контролируют расход охладителя в форсуночных секциях и при его изменении н одной из секций соответственно изменяют в обратно пропорциональной зависимости расходы охладителя в каждой из последующих секций на величину gq„, определяемую по зависимости
„, = (0,5...1,5>, где .k — порядконьнr номер форсуночных секций, в которых производят изменение расхода охладителя, kCN — n;
ЬЯ„ — величина изменения расхода воды н и-й секции:
N — число форсуночных секций н зоне вторичного охлаждения; и — порядковый номер форсуночной секции, в которой произошло изменение расхода охладителя; (0,5...1,5) — эмпирический коэффициент, учитывающий толщину оболочки слитка в районе данной форсуночной секции, устанавливаемый в прямой пропорциональной зависимости от значения k, и при достижении а „ значения 0,2...
0 5 от рабочего значения расхода охладителя в и-й секции скорость вытягивания слитка уменьшают на 0,2...0,4 ее рабочего значения.
