Способ непрерывной разливки металла

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке металлов. Способ непрерывной разливки металлов включает подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, подачу шлаковой смеси на мениск металла в кристаллизаторе, поддержание и направление слитка при помощи роликов, охлаждение поверхности слитка охладителем, распыливаемым форсунками, регулирование расходов охладителя по экспоненциальному закону от максимального значения под кристаллизатором до минимального значения в конце зоны охлаждения, измерение температуры поверхности слитка и удаления окалины с поверхности слитка. В процессе непрерывной разливки окалину удаляют периодически через 0,5 - 10,0 мин и измеряют температуру поверхности слитка с окалиной и после ее удаления, сравнивают полученные значения температур и при их отклонении от оптимального значения разницы температур в пределах 40 - 60°С изменяют расходы охладителя вдоль зоны вторичного охлаждения на 3 - 5% от рабочего значения на каждые 4 - 6°С отклонения указанной разницы температур от оптимального значения. При увеличении разницы свыше 40 - 60°С расход охладителя уменьшают, а при уменьшении разницы ниже 40 - 60°С увеличивают расход охладителя.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке металлов. Целью изобретения является улучшение качества непрерывнолитых слитков. Сущность изобретения заключается в том, что в кристаллизатор подают металл, вытягивают из него слиток с переменной скоростью, подают шлаковую смесь на мениск металла в кристаллизаторе, поддерживают и направляют слиток при помощи роликов, охлаждают поверхность слитка охладителем, распыливаемым форсунками, регулируют расходы охладителя по экспоненциальному закону от максимального значения под кристаллизатором до минимального значения в конце зоны охлаждения, измеряют температуру поверхности слитка и удаляют с поверхности слитка окалину. Улучшение качества непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие регулирования расхода охладителя в зоне вторичного охлаждения по длине слитка в соответствии с текущими значениями разницы температуры поверхности слитка с окалиной и без окалины. При этом в оболочке слитка не будут возникать температурные градиенты и термические напряжения, превосходящие допустимые значения, вследствие чего брак слитков по внутренним и наружным трещинам сократится. Диапазон значений периода времени удаления окалины в диапазоне 0,5-10,0 мин объясняется закономерностями образования окалины на поверхности слитка под действием распыливаемого охладителя и шлаковой смеси. При больших значениях слой окалины будет иметь относительно большую толщину, что усложняет процесс его удаления. Меньшие значения устанавливать не имеет смысла, так как за такое короткое время будет невозможным обрабатывать данные о температуре поверхности слитка с окалиной и без окалины, а также удалять окалину. Кроме того, в этих условиях процесс изменения температуры поверхности слитка не будет находиться в стационарном режиме. Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от рабочего значения расходов охладителя по длине слитка. Диапазон значений разницы температур в пределах 40-60^оС объясняется закономерностями образования окалины на поверхности слитков в зависимости от расхода охладителя в зоне вторичного охлаждения. При меньших значениях слой окалины будет иметь небольшую толщину, что вызовет увеличение в оболочке слитка температурных градиентов и термических напряжений свыше допустимых значений под действием охлаждающего действия охладителя. В этом случае увеличивается брак слитков по внутренним и наружным трещинам. При больших значениях слой окалины будет иметь большую толщину, что приводит к уменьшению интенсивности охлаждения слитка в зоне вторичного охлаждения. В этих условиях нарушится необходимая закономерность кристаллизации слитка, что вызовет увеличение длины жидкой фазы сверх допустимых значений. Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от скорости вытягивания слитка. Диапазон значений изменения расходов охладителя в пределах 3-5% от рабочего значения объясняется закономерностями кристаллизации слитка в зоне вторичного охлаждения. При меньших значениях изменение расхода охладителя не будет оказывать влияние на процесс кристаллизации слитка вследствие термического сопротивления оболочки слитка. При больших значениях изменение расхода охладителя вызовет увеличение температурных градиентов и термических напряжений в оболочке слитка сверх допустимых значений, что приведет к образованию в слитке внутренних и наружных трещин. Указанный диапазон устанавливают в обратно пропорциональной зависимости от рабочего текущего значения расхода охладителя в зоне вторичного охлаждения. Диапазон значений отклонения разницы температур поверхности слитка с окалиной и без окалины в пределах 4-6^оС объясняется закономерности формирования слоя окалины на поверхности слитка. При больших значениях изменение расхода охладителя не будет приводит к заметному изменению процесса кристаллизации слитка. При меньших значениях будет происходить заметное изменение расхода охладителя, что вызовет увеличение в оболочке слитка температурных градиентов и термических напряжений. Указанный диапазон устанавливают, в обратной пропорциональной зависимости от скорости вытягивания слитка. Увеличение расхода охладителя в случае уменьшения разницы температур ниже 40-60^оС объясняется необходимость увеличения толщины слоя окалины. Уменьшение расхода охладителя в случае увеличения разницы, температур свыше 40-60^оС объяснятся необходимостью уменьшения толщины слоя окалины. П р и м е р. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подают сталь марки 3сп и вытягивают из него слиток с переменной скоростью. На мениск металла в кристаллизаторе подают шлаковую смесь. В зоне вторичного охлаждения слиток поддерживают и направляют при помощи роликов и охлаждают водой с регулируемым расходом, распыливаемым форсунками, установленными между роликами. В зоне вторичного охлаждения измеряют температуру поверхности слитка с помощью оптических пирометров. Расход воды в зоне вторичного охлаждения изменяют вдоль слитка по экспоненциальному закону от максимального значения под кристаллизатором до минимального значения в конце зоны охлаждения. В процессе непрерывной разливки окалину удаляют периодически через 0,5-10,0 мин и измеряют температуру поверхности слитка с окалиной и после ее удаления, сравнивают полученные значения температур и при их отклонении от оптимального значения разницы температур в пределах 40-60^оС изменяют расходы охладителя вдоль зоны вторичного охлаждения на 3-5% от рабочего значения на каждые 4-6^оС отклонения указанной разницы температур от оптимального значения, при этом при увеличении разницы свыше 40-60^оС расход охладителя увеличивают, а при уменьшении разницы ниже 40-60^оС уменьшают расход охладителя. В таблице приведены примеры осуществления способа непрерывной разливки слитков с различными технологическими параметрами. Измерение температуры поверхности слитка производят при помощи оптического пирометра на расстоянии 8,0 м от мениска металла в кристаллизаторе. Периодическое удаление окалины с поверхности слитка производят на расстоянии 7,6 м от мениска металла в кристаллизаторе с помощью металлических щеток. Удаление окалины производят в течение 0,3 мин. В первом примере разница температур превышает оптимальное значение на 45^оС. В этих условиях уменьшение расходов воды превышает допустимые значения, что вызывает разогрев поверхности слитка, увеличение в нем температурных градиентов и термических напряжений сверх допустимых значений. Последнее вызывает брак слитков по внутренним и наружным трещинам. В пятом примере разница в температурах меньше оптимального значения 65^оС. В этих условиях увеличение расходов воды недостаточно для увеличения толщины слоя окалины до необходимости толщины. Поэтому будет происходить переохлаждение поверхности слитка с образованием в нем внутренних и наружных трещин. В шестом примере, прототипе, расход воды не регулируют вследствие отсутствия разницы в температурах поверхности слитка под окалиной и без нее. В этих условиях в отдельных местах по длине слитка будет происходить разогрев или переохлаждение поверхности, что вызовет брак слитков по внутренним и наружным трещинам. В примерах 2-4 расход воды по длине слитка в зоне вторичного охлаждения находится в соответствии с оптимальным значением разницы температуры поверхности слитка с окалиной и без нее. В этих условиях на поверхности слитка не образуется внутренние и наружные трещины, брак слитков сокращается. Предлагаемый способ позволяет повысить точность регулирования расходов воды. Применение способа позволяет снизить брак слитков по внутренним и наружным трещинам на 2,8%.

Формула изобретения

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание на него слитка с переменной скоростью, подачу шлаковой смеси на мениск металла в кристаллизаторе, поддержание и направление слитка при помощи роликов, охлаждение поверхности слитка охладителем, распыливаемым форсунками, регулирование расходов охладителя по экспоненциальному закону от максимального значения под кристаллизатором до минимального значения в конце зоны охлаждения, измерение температуры поверхности слитка и удаление окалины с поверхности слитка, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества непрерывнолитых слитков, в процессе непрерывной разливки окалину удаляют периодически через 0,5 - 10,0 мин и измеряют температуру поверхности слитка с окалиной и после ее удаления, сравнивают полученные значения температур и при их отклонении от оптимального по технологии значения разницы температур, равной 40 - 60^oС, изменяют расходы охладителя вдоль зоны вторичного охлаждения на 3 - 5% от рабочего значения на каждые 4 - 6^oС отклонения указанной разницы температур от оптимального по технологии значения, при этом при увеличении разницы свыше 40 - 60^oС расход охладителя уменьшают, а при уменьшении разницы ниже 40 - 60^oС - увеличивают расход охладителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2