Способ получения стальных слитков

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при отливке слитков. Цель изобретения - снижение энергозатрат, повышение стойкости изложницы и качества кристаллизующихся слитков. Способ включает разливку металла в изложницу и его последующий подогрев струей низкотемпературной плазмы, который начинают по истечении промежутка времени, равного 0,3-0,35 длительности затвердевания слитка, охлаждающегося в изложнице. Подогрев ведут импульсами, паузы между которыми равны продолжительности снятия перегрева расплавленных объемов металла до температур ликвидуса, а длительность каждого импульса определяют по формуле &Tgr;<SB POS="POST">имп</SB>=(M<SP POS="POST">.</SP>Lψ/N)<SP POS="POST">.</SP>K, где M - масса металла, находящегося в двухфазной области

L - удельная теплота плавления

ψ - доля затвердевшего металла в двухфазной области

N - мощность плазмотрона

K - эмпирический коэффициент, учитывающий перемешивание и тепломассоперенос при воздействии плазменной струи. Способ позволяет снизить потери на головную обрезь на 30%.

А1

Ц1)5 В 22 0 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЮ4ДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4466840/27-02 (22) 06.06.88 (46) 07.12.90. Бюл, Р 45 (72) Н.С.Рой, А.Д.Горбунов, А.Т.Неклеса, Ф.В.Мурин, В.К.Некрасов, IO.À.Ñîêîëîâ, И.В.Бородец, В.И.Кухарь, О.Е.Молчанов, А.С.Соколов и В.А.Шевченко (53) 621.746.393(088.8) (56) Заявка Японии Ф 57-56419, . кл. В 22 С 9/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

9 1387269э кл. В 22 9 7/00, 1986 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ СЛИТКОВ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при отливке слитков. Цель изобретения— снижение энергозатрат, повышение стойкости изложницы и качества кристаллизующихся слитков. Способ включаИзобретение относится к области металлургии и может быть использова- но при отливке слитков.

Цель изобретения — снижение энергозатрат, повышение стойкости изложницы и качества кристаллизующихся слитков.

Способ включает разливку металла в изложницы и его последующий подогрев струей ниэкотемпературной плазмы, который начинают по истечении промежутка времени, равного 0,3-0,35 длительности затвердевания слитка, охлаждающегося в изложнице в обычет разливку металла в изложницу и . его последующий подогрев струей низкотемпературной плазмы, который начинают по истечении промежутка времени, равного 0,3 — 0 35 длительности затвердевания слитка, охлаждающегося в изложнице ° Подогрев ведут импульсами, паузы между которыми равны продолжительности снятия перегрева расплавленных объемов металла до температур ликвидуса,.а длительность каждого импульса определяют по формуле и„„ = л

=(m LQ/N) К, где ш — масса металла, находящегося в двухфазной области;

1 — удельная теплота плавления; g доля затвердевшего металла в двух<О фаэной области; N — мощность плазмотрона; К вЂ” эмпирический коэффициент, учитывающий перемешивание и тепломассоперенос при воздействии плазменной струи. Способ позволяет снизить потери на головную обрезь на 307. Ф

1 ных условиях, подогрев ведут импульсами, паузы между которьпы равны продолжительности снятия перегрева,расплавленных объемов металла до температур ликвидус, а длительность каждого импульса определяют по формуле л ш .4 .(— К

Имлгде m — масса металла, находящегося в двухфазной области (в интервале температур ликвидуссол щус);

1Ь11555 (/ - доля затвердевшего мет.алла в двухфазной области;

1. — удельная теплота плавления;

М вЂ” мощность плаэмотрона;

К вЂ” эмпирический коэффициент, учитывающий перемешивание и тепломассоперенос при воздействии плазменной струи„

Начало процесса подогрева ранее

0,3 г . ц > энергетически нецелесообразно, так как в центральных областях металл перегрет выше 1:h„,, зарождение центров кристаллизации еще не началось и таким образом обеспечивается 15 .удовлетворительное перемешивание и хорошая подпитка затвердевающих объемов.

Кроме того, подвод тепловой нагрузки в более ранние периоды. приведет к расплавлению уже затвердевших объемов>20 что удлиняет кристаллизационные процессы, интенсифицируе- ликвационные явления, вызывает повышенную:химнеоднородность.

При начале нагрева позднее 25

0,35 с» ь также увеличивается расхоЛ энергии, так как доля затвердевшего металла в объеме двухфазной области больше О, 5, следовательно, длительность теплового воздействия возрастает.

Учитывая фактическое фазовое состояние к началу подогрева, подвод тепловой нагрузки должен производиться импульсами и обеспечивать проплавле3S ние лишь двухфазной области. При непрерывном воздействии будут проплан" ляться затвердевшие объемы, что, кроме увеличения энергозатрат„ ухудшает условия службы изложниц и качество слитков по макроструктуре и химнеоднородности вследствие удлинения кристаллизационных процессов (как и н случае подвода тепловой нагрузки ранее, чем через 0,3, ) .

Поскольку подпитка затнерденающих объемом жидким расплавом существенно ухудшается после снятия перегрева, т.е. при достижении фронтом начала затвердевания оси слитка, длительность пауз между импульсами должна быть равна продолжительности снятия перегрева расплавленного объема, величина которого примерно ранна объему двухфазной зоны перед предыдущим

55 импульсом.

Пример. Получали слитки спокойной стали массой 7,5 т, длительность затверденания которых в обычных условиях составляет 165-180 мин. Через 60 мин после окончания разливки производили первое тепловое воздействие на кристаллиэующийся слиток в течение 20 мин. Спустя 35 мин после первого импульса н течение 10 мин проводили повторное проплавление. Последнюю, третью тепловую обработку о ущестнляли в течение 5 мин через

15 мин после окончания повторного импульсного воздействия.

Одновременно разливали контрольный слиток по известному способу.

Оба слитка нагревали н нагревательном колодце и прокатывали на трубную заготовку 9 130 мм. После прокатки на блюминге контролировали величину головной обрези„ От трубной заготовки на одинаковых уровнях по длине отбирали темплеты для макро- и химанализа.

В результате испытаний установлено, что величина головной обрези в опытном слитке составила 6, в контрольном 9 ., степень сегрегации серы н центре опытных темплетов быка на уронне 150-170 ., в то время как в контрольном 170-200 ..

В опытном металле практически отсутствовал ликвационный квадрат, наблюдалось лишь размытое пятно, не поддающееся оценке ГОСТ, Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет повысить качество слитков и стойкость изложниц, снизить потери на голонную обрезь на 30%.

Формула изобретения

Способ получения стальных слитков, включающий разливку металла и изложницу и его последующий подогрев струей ниэкотемпературной плазмы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, повышения стойкости изложницы и качества кристаллизующихся слитков подогрев струей низкотемпературной плазмы начинают но истечении промежутка времени, равного

"J,3-0,35 длительности затвердевания слитка, начиная с момента окончания процесса разливки, при этом подогрев ведут импульсами, паузы между .которыми равны продолжительности снятия перегрева распланленньг,. объемов металла до температуры ликнидуса, а длительность 3, с, каждого импульса определяют ко формуле

1611555 л ФЮ

Составитель Е.Гендлина

Техред Л.Сердюкова Корректор A Îñàóëåíêî

Редактор К.Папп

Заказ 3794 Тирам 629 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 где m — масса металла, находящегося в двухфазной зоне, кг;

Ь вЂ” удельная теплота плавления, к/фк/кг; (- доля затвердевшего металла в двухфазной зоне;

М вЂ” полезная мощность, кВт;

К - коэффиЦиент, учитывающий конвективное перемешивание и тепломассообмен.