Установка непрерывной разливки тонкого сляба, способ регулирования предварительного обжатия тонкого сляба после установки непрерывной разливки, узел для регулируемого предварительного обжатия тонкого сляба после установки непрерывной разливки, устройство для регулирования предварительного обжатия тонкого сляба после установки непрерывной разливки

 

Использование: в области непрерывной разливки металлов и предназначено для управляемого предварительного обжатия тонких слябов, выходящих из установки непрерывной разливки. Сущность изобретения: предварительное обжатие осуществляют множеством пар роликов, сгруппированных в один или более узел либо агрегат предварительного обжатия, первый агрегат предварительного обжатия установлен сразу же за (ниже по течению) поддерживающими роликами, пары роликов имеют по крайней мере один перемещающийся ролик. Пары роликов соединены с датчиками давления и гидравлическими динамометрами, при этом имеются датчики положения, датчики давления и датчики положения соединены с блоком контроля и обработки данных и по крайней мере первая пара роликов обрабатывает сляб, только что вышедший из кристаллизатора с тонкой затвердевшей коркой. Способ обеспечивает предварительное обжатие с редуцированием толщины сляба, выходящего по крайней мере из последней пары роликов на 10% с тем, чтобы устранить жидкое ядро и привести в соприкосновение зоны в двухфазном состоянии для того, чтобы улучшить центральную структуру и минимизировать центральное разделение. 5 с. и 29 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу управляемого предварительного обжатия тонких слябов, выходящих из установки непрерывной разливки, и связанному с ним устройству.

Чтобы быть более точным, это изобретение относится к способу и устройству для управляемого предварительного обжатия, осуществляемого на тонких слябах, выходящих из изложницы для непрерывной разливки, сразу же за поддерживающими валками этой изложницы, а также к устройству, осуществляющему этот способ.

Под тонкими слябами понимают слябы шириной от 800 до 2500 мл и более и толщиной от 25 до 90 мм.

Изобретение применимо не только к слябам, имеющим конечную (чистовую) толщину от 30 до 60 мм на выходе из установки непрерывной разливки, но может также применяться для непрерывной разливки заготовки как для круглых, так и для квадратных, прямоугольных и т.п.

Изобретение, кроме того, может применяться для прямых и изогнутых установок непрерывной разливки.

Известны способы предварительного обжатия, посредством которых тонкие слябы подвергают предварительному обжатию в зоне, удаленной от поддерживающих роликов.

В известных из уровня техники способах (патенты JP-A-130759; US-A-3891025; US-A-4045140 и US-A-4134440) предварительное обжатие не дает удовлетворительных результатов, поскольку его выполняют в таком положении сляба, при котором жидкое ядро или ванночка с расплавленным металлом только очень редко все еще присутствует, а корка сляба везде уже толстая и поэтому такой сляб нельзя легко деформировать.

Кроме того, корка с одной стороны сляба соединена с коркой на другой стороне сляба столбчатыми элементами затвердевания или столбчатой структурой в промежуточном положении между гранями; обе грани, которые вмещают в себя плотную затвердевшую толщину, а также столбчатые элементы затвердевания или столбчатую структуру, оказывают сильное сопротивление любому изменению или деформации толщины сляба.

Поэтому известные из уровня техники способы предварительного обжатия имеют только побочный и очень ограниченный эффект, который не дает видимых результатов. Более того, предварительное обжатие, осуществляемое в соответствии с известными в технике способами, имеет целью только выполнение боковой поверхностной обработки, а реальную обработку редуцирования толщины сляба возлагают на линию прокатки, расположенную ниже по сечению (далее).

Кроме того, в устройствах предварительного обжатия, известных из уровня техники, только некоторые пары валков отрегулированы для контролирования параметров предварительного обжатия, и эти пары валков регулируются дифференцировано или раздельно (патент Японии JP-A-130759). В результате этого действующий способ не может быть приведен в соответствие со специфическими требованиями, но выбирается совершенно случайно в таких случаях.

Известны также устройства предварительного обжатия, которые имеют системы механической регулировки и предварительную регулировку в начале кампании разливки. Эти устройства связаны с валками предварительного обжатия, установленными в непрерывный ряд или разделенные на секторы либо группы, или еще роликовые цепи.

Эти известные системы не обеспечивают ни превосходную регулировку, ни существенного предобжимающего воздействия необходимой величины, ни непрерывно управляемого перемещения, постоянно относящегося к действительным требованиями предварительно. Они также не приспособлены к обработке, осуществляемой в зоне, в которой все еще присутствует значительное жидкое ядро или ванночка расплавленного металла, а поверхностная корка еще очень невелика. В известных технических решениях предотвращается регулируемое механическое воздействие для редуцирования длины жидкого конуса, вследствие этого повышается качество. Более того, в известных технических решениях имеют место значительные ограничения, касающиеся проблемы, связанных с неустановившимися условиями запуска и остановки, и не обеспечивается превосходной производительности системы. В известных технических решениях не устраняются течение жидкого материала при запуске и возобновление течения жидкого металла при остановках, поэтому поддерживается высокий процент брака.

Настоящее решение было исследовано, испытано и успешно доведено до изобретения с тем, чтобы преодолеть недостатки известных технических решений и обеспечить дополнительные преимущества.

Способ предварительного обжатия, согласно изобретению, может быть осуществлен преимущественно устройством предварительной прокатки типа описанного и в европейской заявке EP-A-0.539.784, соответствующей заявке на патент США N 07/963.734, поданной 20.10.92 г., сущность которой раскрыта в настоящем описании.

Цель изобретения - создание управляемого предварительного обжатия или мягкого редуцирования сляба, выходящего из кристаллизатора с тем, чтобы получить сляб меньшей толщины на выходе разливочной машины.

Главными преимуществами управляемого предварительного обжатия или мягкого редуцирования, или редуцирования с жидким ядром либо ванночкой расплавленного металла особенно считаются два следующих: первое - возможность получения на выходе разливочной машины сляба небольшой толщины (30 - 60 мм) путем использования кристаллизатора, имеющего большую толщину, т.е. короткая сторона в продольном направлении, прохода через кристаллизатор, имеет большую ширину, чем конечная толщина сляба после управляемой предварительной прокатки.

Такая управляемая или регулируемая предварительная прокатка улучшает жидкостно-динамическое поведение металла в кристаллизаторе изложницы; она также увеличивает срок службы погружных сопел, установленных на промежуточном разливочном ковше, и улучшает поведение во время плавления порошков, которые помещаются над верхней частью жидкого металла в изложнице.

Второе преимущество - получение улучшенной структуры затвердевания металла и исключение центральной сегрегации в слябе.

В обоих случаях мягкое редуцирование, чтобы быть эффективным, должно осуществляться непрерывным регулируемым редуцированием толщины сляба, а это может быть обеспечено по существу конической формой сегмента сляба, подвергаемого мягкому редуцированию.

Этот конический сегмент может иметь длину в пределах от около 0,8 до 7,0 м, предварительно от 3,8 до 6,3 м; большая длина соответствует концу зоны (содержащей жидкое ядро), получаемой за счет размещения валков в нисходящем течении кристаллизатора и после опорных валков.

Длина этого сегмента редуцирования толщины с коническим усовершенствованием зависит от следующих металлургических факторов.

Затвердевание различных типов сталей происходит существенно отличающимся образом: у сталей с низким содержанием углерода (менее чем 0,10%) затвердевание отличается короткими столбчатыми зернами и поверхность затвердевания продвигается дальше в компактных условиях без больших неоднородностей, с короткой двухфазной зоной. В сталях с высоким содержанием углерода (более чем 0,70%) затвердевание отличается длинными столбчатыми зернами, поверхность затвердевания продвигается дальше с большими неоднородностями, образуя решетку крупных дендритов, среди которых остаются островки сегрегированной стали. В этом случае двухфазная зона очень обширна.

Момент, когда две фазы затвердевания (верхняя сторона и нижняя сторона сляба) встречаются, является очень критическим моментом для определения внутреннего качества и главным образом для конечного (чистового) качества сляба.

В действительности известно, что благодаря эффекту выпучивания (разбухания сляба между двумя противоположными парами удерживающих роликов) возникает эффект перекачивания сегрегированой стали; этот эффект может быть ограничен, но никогда полностью не устраняется.

Когда сляб вскрывается вследствие выпучивающего эффекта, жидкость между дендритами засасывается полостями между дендритами в направлении к центральной линии сляба. Когда сляб закрывается при проходе через следующую пару роликов, жидкость перекачивается в противоположном направлении от центральной линии к полостям между дендритами. Этот попеременный перекачивающий эффект создает островки положительной и отрицательной сегрегации на центральной линии сляба. Для того чтобы предотвратить это непрерывное перетекание сегрегированной жидкости туда и обратно, необходимо попытаться закрыть проходы между дендритами и между одним зерном и другим посредством уплотнения структуры на лобовой поверхности затвердевания. Этого можно достигнуть путем сжимания двух половинок сляба в направлении друг к другу, путем легкого обжатия сляба, производя по существу коническое редуцирование.

Вследствие различной протяженности двухфазной зоны в различных типах стали обжатие происходит таким образом, что две поверхности затвердевания проникают друг в друга в разной степени в соответствии с типом стали.

Стали с низким содержанием углерода и короткой двухфазной зоной должны проникать друг в друга на глубину нескольких миллиметров, где твердая фракция является плотной (около 90 - 95%) и небольшие зазоры между дендритами уже практически являются нулевыми.

Стали с высоким содержанием углерода и длинной двухфазной зоной должны проникать друг в друга консистентным образом на глубину, где твердая фракция меньше (до 70%) и зазоры между дендритами очень растянуты.

Поэтому наилучшей твердой фракцией в результате редуцирования в зависимости от типа стали является вариация твердой фракции вверх или вниз от 2 до 2,5% в зависимости от металлургических факторов.

Содержание углерода, % - Твердая фракция, % 0,20 - 95 0,20 - 0,40 - 90 0,40 - 0,70 - 80 0,70 - 70 Когда проводят мягкое редуцирование, это означает, что конец конического сегмента редуцирования толщины сляба должен находиться в зоне, где твердая фракция является наилучшей для получения хорошего внутреннего качества.

Предположим, что необходимо получить на выходе разливочной машины сляб с толщиной 30 мм, исходя из того, что короткая сторона кристаллизатора изложницы составляет 50 мм и полагая, что сталь типа C70. Редуцирование (обжатие) должно составить 20 мм (20 - 30).

Рассчитав профиль затвердевания сляба в условиях протекания разливки, необходимо определить, на каком расстоянии от уровня мениска жидкого металла в кристаллизаторе изложницы находится в слябе, выходящем из кристаллизатора, твердая фракция 70% при расстоянии от поверхности, равном 15 мм (15 - это половина от 30).

Предложим, что это расстояние от мениска составляет 4 м.

Если длина кристаллизатора равна 1,2 м, то мягкое редуцирование (обжатие) должно иметь длину (Д_мр) порядка Д_мр = 4,0 - 1,2 = 2,8 м и градиент редуцирования (обжатия) (Г_мр) должен составить Г_мр = 50 - 30 = 20 мм/2,8 м = 7,143 мм/м, т.е. на каждый метр сляба снаружи кристаллизатора необходимое редуцирование (обжатие) толщины должно составлять 7,143 мм.

Способ предварительного обжатия, следовательно, заключается в модели затвердевания ON Line, которая определяет точный профиль затвердевания сляба на основе текущих условий разливки.

Эта модель рассчитывает длину предварительного обжатия Д_мр, т.е. положение вдоль машины, при котором необходимая твердая фаза находится на глубине от поверхности, равной половине той толщины сляба, которую необходимо получить.

Определив этот уровень, конический сегмент редуцирования регулируют для обжатия таким образом, чтобы в результате редуцирования получить градиент редуцирования (обжатия) Г_мр, соответствующий рассчитанной длине предварительного обжатия Д_мр.

Этот результат получают посредством регулируемого необходимого редуцирования (обжатия) длины жидкого конуса или ванночки расплавленного металла, минимизируя таким образом распространение сегрегации, обнаруженной в нелегированных сталях с умеренно высоким содержанием углерода, или легированных сталей с умеренно низким содержанием углерода, или в сталях, в которых в основном вызвано распространение сегрегации.

Это требуемое регулируемое редуцирование длины жидкого конуса дает возможность удерживать мягкую пористую зону в контакте, устраняющем жидкую фазу, таким образом, чтобы способствовать росту равноосной структуры, которую можно получать при электромагнитном перемешивании.

Дополнительной целью способа предварительного обжатия согласно изобретению является ускорение образования кристаллов и, следовательно, образование стабильных столбчатых соединительных элементов между коркой, с одной стороны, и коркой сляба, с другой.

В способе согласно изобретению эти столбчатые соединительные элементы формируются в сжатой окружающей среде благодаря воздействию предварительного обжатия, оказываемого узлом предварительного обжатия так, чтобы эти соединительные элементы получались уже компактными или уплотненными с типичным расположением.

Это создает преимущество, заключающееся в том, что продукт, выходящий из установки непрерывного литья, приходит на прокатную линию более компактным, со значительно меньшей толщиной и лучше выравненным.

За счет динамического регулирования длины жидкого конуса или ванночки расплавленного металла как функции главных параметров разливки (скорости, перегрева в ковше, повторного охлаждения ниже за изложницей и сорта стали) изобретение также дает возможность оптимизировать переходные периоды начала и остановки и уменьшить количество скрапа.

Более того, способ согласно изобретению делает возможным разливку в изложнице сляба, имеющего сечение большей толщины, чем конечная толщина со всеми преимуществами с точки зрения качества поверхности, возрастающего из-за оптимизации условий работы смазочного порошка (большей поверхности плавления, регулярности покрытия порошками на жидкой стали), перегрева стали и нисходящего потока в изложницу (с меньшей турбулентностью и большей стабильностью мениска) и также делает возможным использование погруженного сопла, имеющего большее поперечное сечение, и поэтому имеющего больший срок службы. Этот способ предварительного обжатия дает возможность обжать выходное поперечное сечение сляба так, чтобы можно было получить конечную толщину при одинаковом числе обжимающих элементов. Согласно изобретению ролики предварительного обжатия, расположенные на наружной изогнутой стороне установки, в случае изогнутой непрерывной разливки могут взаимодействовать с нагрузочными элементами, которые регулируют давление, которое эти ролики оказывают на тонкий сляб. Ролики предварительного обжатия, расположенные на внутренней стороне установки, взаимодействуют с гидравлическим динамометром, например, типа описанного в EP-0444420, могут также взаимодействовать с нагрузочными элементами, альтернативными тем, которые взаимодействуют с роликами на наружной изогнутой стороне. Каждый гидравлический динамометр имеет датчик давления, что дает возможность регулировать давление обжатия.

Согласно изобретению пара роликов установлена в одной или более групп, каждая группа образует узел предварительного обжатия. Каждый узел предварительного обжатия включает стационарный участок и перемещающийся подвижный участок. Это описание допускает в качестве примера, что наружная изогнутая сторона имеет стационарные ролики, тогда как внутреннюю изогнутую сторону образуют перемещающиеся подвижные ролики, но на практике обе стороны также можно инвертировать (меняя местами). Согласно варианту внутренняя и наружная изогнутые стороны могут иметь стационарный участок и подвижный перемещающийся участок, который взаимодействует с соответствующим стационарным или перемещающимся участком противоположной стороны.

Согласно первому расположению каждая пара роликов взаимодействует с одним датчиком положения, который контролирует расстояние между противоположными роликами.

Согласно второй схеме размещения каждая группа пар роликов, образующих узел предварительного обжатия, включает два датчика, контролирующих положение этого узла, эти датчики расположены соответственно на верхнем и нижнем концах этого узла предварительного обжатия и контролируют расстояние между противоположными роликами в этом положении.

Согласно варианту этой второй схемы размещения каждая пара роликов также связана с одним датчиком положения.

С помощью датчиков положения можно определить в каждом узле предварительного обжатия проход для обжатия между парами роликов, стороны этого прохода или канала могут быть параллельными или сходящимися в зависимости от специфических требований.

Более того, если каждая пара роликов связана с одним датчиком положения, можно определить канал или проход предварительного обжатия, имеющий продольный участок любой особой формы посредством размещения каждого ролика, каждой пары роликов так, как требуется.

В целом система управляется блоком контроля и обработки данных предварительного обжатия, который принимает сигналы от датчиков давления и положения либо отдельных, либо связанных с узлами, а также от мониторов скорости сляба, мониторов параметров вторичного охлаждения и от мониторов температуры разливаемого расплава металла и температуры тонкого сляба, выходящего из изложницы.

Могут быть включены дополнительные мониторы или регистраторы температуры, которые регистрируют температуру сляба в промежуточных положениях на участке, на котором работает узел предварительного обжатия, соответствующий изобретению, и которые отправляют сигналы в блок контроля и обработки данных предварительного обжатия.

Более того, может быть включен монитор или регистратор, например, типа сонара, для идентификации присутствия или отсутствия жидкой ванночки расплавленного металла внутри сляба, чтобы таким образом гарантировать точно реальное смыкание жидкого конуса или ванночки расплавленного металла в узле или устройстве предварительного обжатия согласно изобретению.

Блок контроля и обработки данных, который может быть соединен или является частью других основных блоков контроля и обработки данных, обрабатывает все эти параметры, сравнивает их с параметрами предварительного обжатия, поданными или содержащимися в соответствующих внутренних файлах и обеспечивает оптимальные значения регулировки пары роликов. Блок контроля и обработки данных также может быть соединен с блоком сбора вспомогательных или дополнительных данных, который кроме регистрации всех значений, посылаемых мониторами, отправляет их в банк данных, приспособленный для визуального воспроизведения или печатания, продвижения или изменения данных в течение периода времени.

В этом описании под роликами понимают ролики, расположенные в непрерывных рядах или разделенные на секторы либо зоны и т.п., и поэтому перекрывают любые известные из уровня техники системы.

Регулировки, которые выполняются в способе, согласно изобретению являются регулировками отдельных роликов либо одного комплекта роликов, следующего после другого комплекта и т.д. или обычными общими регулировками всего узла предварительного обжатия. Регулировки могут добавляться алгебраически.

Способ предварительного обжатия согласно изобретению дает возможность обеспечить редуцирование толщины сляба в пределах от 10 до 50%. Такое редуцирование толщины достигается на длине перемещения от 0,8 до 7,0 м, преимущественно от 1,2 до 1,8 м. Редуцирование толщины сляба может быть неуклонно возрастающим на постоянную величину.

Согласно варианту редуцирование толщины сляба выполняется поэтапно, при этом на последнем чистовом или завершающем сегменте редуцирование толщины является прогрессирующим.

Согласно варианту средства для повторного охлаждения сляба связаны с устройством предварительного обжатия и содержат, например, множество разбрызгивающих сопел.

И скорость потока, и давление подачи разбрызгивающих сопел регулируются одновременно блоком контроля и обработки данных и/или главным блоком контроля и обработки данных, гарантируя таким образом постоянный контроль за состоянием сляба.

Регулировка разбрызгивающих сопел может управляться мониторами или датчиками температуры сляба, при этом эти мониторы или датчики расположены вдоль устройства предварительного обжатия.

Согласно другому варианту с устройством предварительного обжатия согласно изобретению может быть связано по крайней мере одно устройство для удаления окалины, например, типа описанного в европейском патенте EP-92110927, поданного на имя автора настоящего изобретения. Это устройство для удаления окалины дает возможность производить тонкие слябы с поверхностью прекрасного качества, которые требуются для специальной последующей обработки.

Согласно варианту изобретения между парами роликов предварительного обжатия включено и размещено множество устройств для удаления окалины.

Согласно дополнительному варианту и особенно варианту, в котором между парами роликов предварительного обжатия размещено устройство для удаления окалины, ролики охлаждаются изнутри для того, чтобы предотвратить прилипание окалины, удаляемой с поверхности тонких слябов к поверхности роликов.

На фиг. 1 схематично изображена одна сторона устройства предварительного обжатия тонких слябов, производимых изогнутой установкой непрерывной разливки; на фиг. 2 и 3 - два других возможных типа роликов предварительного обжатия; на фиг. 4 - схематично изображены два положения устройства предварительного обжатия фиг. 1; на фиг. 5 - формирование двухфазной зоны согласно изобретению.

Способ предварительного обжатия согласно изобретению осуществляется по крайней мере одним устройством предварительного обжатия 10, содержащим множество пар роликов 14 - 16.

На фиг. 1 показано только первое из этих устройств предварительного обжатия 10, связанное с поддерживающими роликами 12 и изложницей 11, непрерывно производящей тонкие слябы 20, второе устройство непрерывного обжатия 10, установленное сразу же ниже по течению, показано только частично.

Первое устройство предварительного обжатия установлено сразу же за изложницей 11 на расстоянии около 0,5 м. Пары роликов 14 - 16, как показано, могут включать непрерывные ряды или быть разделены на секторы 14, 16 либо в группы двух или более пар 114 - 116, или включать роликовые цепи 214 - 216, или быть любого другого известного типа.

В приведенном примере наружная изогнутая сторона 13 устройства 10 является стационарной или закрепленной деталью, или рамой, тогда как внутренняя изогнутая сторона 22 устройства 10 является перемещающейся или отдельной деталью, или рамой устройства предварительного обжатия 10. Ролики 14 - 114 и 214 и другие ролики, описанные в варианте изобретения, наружной изогнутой стороной 13 могут быть связаны отдельно либо группами с по крайней мере одним нагрузочным элементом 15, который посылает сигналы в блок контроля и обработки данных 21 устройства предварительного обжатия.

В варианте, представленном на фиг. 1, ролики 16 - 116 и 216 и другие ролики, описанные в варианте изобретения, внутренней изогнутой стороной 22 связаны отдельно или группами по крайней мере с одним гидравлическим динамометром или гидравлическим приводом 17.

Каждый гидравлический динамометр 17 управляется сервоклапаном 19 и связан с датчиком давления 18. Сервоклапаны управляются блоком контроля и обработки данных 21 устройства предварительного обжатия.

В этом примере каждая пара роликов 14 - 16 связана с индивидуальным датчиком положения 24, и каждый узел или комплект предварительного обжатия 10 связан с двумя датчиками 124, контролирующими положение узла или комплекта и установленными соответственно на верхнем конце 124а и нижним конце 124b узла или комплекта предварительного обжатия 10. Когда два датчика положения узла, а именно датчик верхнего положения 124а и датчик нижнего положения 124b, соответственно связаны с узлом предварительного обжатия 10, можно установить между парами роликов 14 - 16 проход для обжатия с параллельными или сходящимися стенками (фиг. 4,а и 4,b соответственно).

В этом примере датчики положения узла 124 установлены между стационарной наружной изогнутой стороной 13 и перемещающейся внутренней изогнутой стороной 22 узла предварительного обжатия 10.

Согласно варианту изобретения датчики положения 124 узла связаны только с перемещающейся внутренней стороной 22 узла предварительного обжатия 10.

Каждый датчик давления 18, каждый датчик 24 отдельного положения и каждый датчик положения узла 124 посылает собственный сигнал блоку контроля и обработки данных 21 и может принимать управляющие и останавливающие сигналы.

Параметры, связанные с выполняемым предварительным обжатием и возможно связанные с типом разливаемого материала и размерами тонкого сляба 20, вводятся в блок контроля и обработки данных 21 в начале разливки.

Блок контроля и обработки данных 21 предварительного устанавливает пары роликов 14 - 16, 114 - 116, 214 - 216 и, когда начинается разливка, извлекает пусковой стержень, управляет и настраивает или регулирует пары роликов 14 - 16, 114 - 116, 214 - 216 один за другим с тем, чтобы осуществить требуемое предварительное обжатие. Для того чтобы регулировать и управлять предварительным обжатием для получения требуемого регулируемого редуцирования толщины сляба 20, блок контроля и обработки данных 21 связан средствами 25а с регистратором температуры разливаемого расплава металла и регистратором температуры металла в промежуточном ковше, средствами 25b с регистратором температуры тонкого сляба 20, выходящего из изложницы 11, и средствами 26 с регистратором скорости сляба 20.

Все эти управляющие средства 25a, 25b и 26 посылают свои сигналы в блок контроля и обработки данных 21, таким образом делая возможным динамическое регулирование способа предварительного обжатия, выполняемое как функция скорости сляба 20 и гарантируя более корректное управление переходными условиями начала и остановки.

Согласно варианту изобретения вдоль узла предварительного обжатия может быть установлено множество дополнительных вспомогательных мониторов 25b температуры сляба 20 для управления доводкой температуры сляба 20 в заранее установленных точках. В этом случае блок контроля и обработки данных 21 соединен с основным блоком контроля и обработки данных 121 и с блоком 27, который вводит и собирает данные.

Блок контроля и обработки данных 21 и/или главный блок контроля и обработки данных 121, которые управляют регулировками условий на основе программы регулирования и управления, устанавливает с помощью машиниста, например, взаимное расположение роликов пар роликов 14 - 16, образующих узел предварительного обжатия 10.

Эта управляющая и регулирующая система дает возможность редуцирования толщины сляба 20 в пределах от 10 до 50%.

Согласно варианту изобретения средства 29 для вторичного охлаждения сляба 20 связаны с узлом предварительного обжатия 10, соответствующим изобретению, и содержат в этом случае множество разбрызгивающих сопел 30. И скорость потока, и давление подачи этих сопел 30 регулируются одновременно блоком контроля и обработки данных 21 и/или главным блоком контроля и обработки данных 121, таким образом гарантируя непрерывный контроль за состоянием и положением сляба 20.

Регулированием разбрызгивающих сопел могут управлять возможные мониторы 25b температуры тонкого сляба 20, которые расположены вдоль узла предварительного обжатия 10.

Согласно варианту изобретения с узлом предварительного обжатия 10, соответствующим изобретению, связан по крайней мере один монитор 28, например, типа сонара, для того чтобы идентифицировать точку действительного смыкания (точку соприкасания) жидкого конуса внутри тонкого сляба 20. Этот по крайней мере один монитор 28 соединен одновременно с главным блоком контроля и обработки данных 121 для того, чтобы регулировать средства вторичного охлаждения 29.

В качестве примера с помощью способа предварительного обжатия согласно изобретению возможно редуцирование толщины сляба 20, двигающегося со скоростью разливки 4,5 м/мин, от величины 70 - 75 до 50 мм при перемещении на длине от 0,8 до 2,5 м, преимущественно на длине от 1,2 до 1,5 м. В зависимости от программы, заложенной в блоки контроля и обработки данных 21 или 121, редуцирование толщины может неуклонно возрастать на постоянную величину или быть поэтапным, но предпочтительнее с конечным завершающим или чистовым сегментом, в котором редуцирование является прогрессирующим.

В этом примере устройство для удаления окалины 23 установлено сразу же за поддерживающими роликами 12 для того, чтобы производить тонкие слябы, имеющие прекрасное качество поверхности, с целью удаления слоя окислов, образующихся на поверхности сляба 20 сразу же перед (в верхнем течении) узлом предварительного обжатия 10, соответствующего изобретению.

Согласно варианту изобретения между одной парой роликов 14 - 16 и следующей парой может быть установлено более чем одно устройство для удаления окалины 23.

Согласно другому варианту изобретения пары роликов 14 - 16, связанные с устройствами для удаления окалины 23, имеют средства для внутреннего охлаждения роликов предварительного обжатия 14 - 16, например, посредством внутренней циркуляции охлаждающей жидкости; их целью является предотвращение прилипания к поверхности роликов, имеющих высокую температуру, окалины, удаляемой с поверхности сляба 20 устройствами для удаления окалины 23, осуществляя таким образом необходимые частые операции по техническому обслуживанию и очистке для поддержания рабочей поверхности роликов совершенно гладкой.

На фиг. 5 показано, как корка 31 прогрессивно увеличивается и как в то же самое время двухфазная зона 32, которая образуется в значительной степени благодаря давлению, оказываемому узлом предварительного обжатия 10, прогрессивно активно наполняется и смыкается прежде, чем сляб 20 выходит из узла предварительного обжатия 10 так, что конус или ванночка расплавленного жидкого металла остается окруженной внутри узла предварительного обжатия 10.

Формула изобретения

1. Установка непрерывной разливки тонкого сляба, содержащая кристаллизатор, поддерживающие ролики, узел для регулируемого предварительного обжатия тонкого сляба с жидким ядром с обжимными роликами, расположенный непосредственно за поддерживающими роликами в направлении перемещения сляба, гидравлический привод, выполненный с возможностью управления сервоклапаном, отличающаяся тем, что узел для регулируемого предварительного обжатия содержит по крайней мере один сегмент, при этом каждый сегмент содержит стационарный сектор и сектор, выполненный с возможностью перемещения, при этом стационарный сектор расположен смежно с одной из широких граней сляба, а сектор, выполненный с возможностью перемещения, расположен смежно с другой широкой гранью сляба, каждый из секторов содержит несколько обжимных роликов, сектор, выполненный с возможностью перемещения, соединен по крайней мере с одним гидравлическим приводом, выполненным с возможностью управления сервоклапаном для позиционирования обжимных роликов.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что обжимные ролики стационарного сектора соединены по крайней мере с одним нагрузочным элементом.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что узел для регулируемого предварительного обжатия тонких слябов выполнен с длиной, обеспечивающей получение на выходе узла не полностью затвердевшего ядра сляба.

4. Способ регулирования предварительного обжатия тонкого сляба после установки непрерывной разливки, включающий пропускание тонкого сляба с жидким ядром между несколькими парами обжимных роликов в стационарный сектор и сектор, выполненный с возможностью перемещения, образующие узел для регулируемого предварительного обжатия, сектор, выполненный с возможностью перемещения, соединяют по крайней мере с одним гидравлическим приводом, выполненным с возможностью управления сервоклапаном для позиционирования обжимных роликов, устанавливают сектор, выполненный с возможностью перемещения, в заданное по технологии положение для обеспечения регулируемого предварительного обжатия тонкого сляба с жидким ядром.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что обжимные ролики стационарного сектора соединяют по крайней мере с одним нагрузочным элементом.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что устанавливают длину узла для регулируемого предварительного обжатия и позиционируют сектор, выполненный с возможностью перемещения, из условия уменьшения толщины тонкого сляба на 10 - 50%.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что устанавливают длину узла для регулируемого предварительного обжатия и позиционируют сектор, выполненный с возможностью перемещения, из условия получения на выходе узла сляба с не полностью затвердевшим ядром.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что устанавливают длину узла для регулируемого предварительного обжатия и позиционируют сектор, выполненный с возможностью перемещения, из условия получения на выходе узла твердой фазы в слябе от 67,5 до 97,5%.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что устанавливают длину узла для регулируемого предварительного обжатия и позиционируют сектор, выполненный с возможностью перемещения, из условия получения на выходе узла сляба с центральным ядром, имеющим двухфазное состояние, для улучшения центральной затвердевшей структуры сляба и минимизации центральной сегрегации.

10. Узел для регулируемого предварительного обжатия тонкого сляба после установки непрерывной разливки, содержащий несколько обжимных роликов, гидравлический привод, выполненный с возможностью управления сервоклапаном, отличающийся тем, что он снабжен по крайней мере одним сегментом, при этом каждый сегмент содержит стационарный сектор, и сектор, выполненный с возможностью перемещения, стационарный сектор расположен смежно с одной из широких граней сляба, сектор, выполненный с возможностью перемещения, расположен смежно с другой широкой гранью сляба и соединен по крайней мере с одним гидравлическим приводом, выполненным с возможностью управления сервоклапаном для позиционирования обжимных роликов, каждый из секторов содержит несколько обжимных роликов.

11. Узел по п.10, отличающийся тем, что обжимные ролики стационарного сектора соединены по крайней мере с одним нагрузочным элементом.

12. Узел по п. 11, отличающийся тем, что каждый гидравлический привод соединен с датчиком давления и датчиком положения.

13. Узел по п.12, отличающийся тем, что нагрузочный элемент, сервоклапаны, датчики давления и положения соединены с блоком контроля, обработки данных и управления, один из входов которого соединен с блоком сбора и ввода данных о параметрах предварительного обжатия и характеристик жидкого ядра сляба.

14. Узел по п.10, отличающийся тем, что обжимные ролики каждого стационарного сектора и каждого сектора, выполненного с возможностью перемещения, являются роликами непрерывного действия.

15. Узел по п.10, отличающийся тем, что обжимные ролики каждого стационарного сектора и каждого сектора, выполненного с возможностью перемещения, объединены в отдельные группы.

16. Узел по п. 10, отличающийся тем, что ролики каждого стационарного сектора и сектора, выполненного с возможностью перемещения, охвачены роликовыми цепями.

17. Узел по п.10, отличающийся тем, что каждый из обжимных роликов сектора, выполненного с возможностью перемещения, соединен с гидравлическим приводом, выполненным с возможностью управления сервоклапаном.

18. Узел по п.10, отличающийся тем, что обжимные ролики сектора, выполненного с возможностью перемещения, объединены в группы, причем каждая группа роликов соединена с гидравлическим приводом, выполненным с возможностью управления сервоклапаном.

19. Способ регулирования предварительного обжатия тонкого сляба после установки непрерывной разливки, включающий предварительное обжатие несколькими парами обжимных роликов, сгруппированных в один или более узел для предварительного обжатия, установку первого узла для предварительного обжатия непосредственно за поддерживающими роликами установки непрерывной разливки металла в направлении перемещения сляба, выполнение в каждой паре обжимных роликов одного из них подвижным, соединение подвижного ролика каждой пары обжимных роликов с датчиками давления и положения и гидравлическим приводом, соединение датчиков давления и положения с блоком контроля, обработки данных и управления, обжатие первой парой обжимных роликов сляба с наиболее тонкой затвердевшей коркой непосредственно за поддерживающими роликами, отличающийся тем, что дополнительно блок контроля, обработки данных и управления соединяют со средством контроля температуры жидкой ванны в промежуточном ковше, со средством контроля скорости вытягивания сляба и со средствами контроля температуры поверхности сляба, средства контроля температуры поверхности сляба устанавливают после кристаллизатора и внутри устройства предварительного обжатия, блоком контроля, обработки данных и управления на базе управляющей и контролирующей программ управляют взаимным расположением по крайней мере одной парой обжимных роликов для предварительного обжатия с уменьшением толщины сляба после последней пары обжимных роликов по крайней мере на 10% для устранения жидкого ядра расплавленного металла в слябе и приведения в соприкосновение зон сляба с двухфазным состоянием для улучшения структуры центральной части сляба и сведения к минимуму центральной сегрегации и пористости.

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что блоком контроля, обработки данных и управления осуществляют динамическое управление предварительным обжатием и оптимизируют управление переходными периодами начала и остановки разливки.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что предварительное обжатие сляба осуществляют на расстоянии 0,8 - 7,0 м по длине сляба от выпускного отверстия кристаллизатора.

22. Способ по п.19, отличающийся тем, что предварительное обжатие сляба осуществляют по его длине с увеличением величины обжатия в зависимости от длины на постоянную величину.

23. Способ по п.19, отличающийся тем, что предварительное обжатие сляба осуществляют в несколько этапов, при этом на конечном этапе осуществляют чистовое обжатие сляба с увеличением величины обжатия по длине сляба.

24. Способ по п.19, отличающийся тем, что со сляба удаляют окалину по крайней мере перед входом сляба в первый узел для предварительного обжатия.

25. Способ по п.19, отличающийся тем, что определяют положение вершины конуса жидкой фазы в слябе средствами контроля, которые соединены с блоком контроля, обработки данных и управления.

26. Способ по п.19, отличающийся тем, что на поверхность сляба подают жидкость через разбрызгивающие сопла, причем скорость потока жидкости через сопла регулируют блоком контроля, обработки данных и управления за счет измерения по крайней мере температуры поверхности сляба средствами контроля температуры поверхности сляба.

27. Способ по п.19, отличающийся тем, что на поверхность сляба подают жидкость через разбрызгивающие сопла, причем давление жидкости перед соплами регулируют блоком контроля, обработки данных и управления за счет измерения по крайней мере температуры поверхности сляба средствами контроля температуры поверхности сляба.

28. Устройство для регулирования предварительного обжатия тонкого сляба после установки непрерывной разливки, содержащее несколько пар обжимных роликов, сгруппированных в один или более узел для предварительного обжатия, в каждой паре обжимных роликов по крайней мере один из них выполнен с возможностью перемещения и соединен с датчиками давления и положения и с гидравлическим приводом, датчики давления, положения и гидравлический привод соединены с блоком контроля, обработки данных и управления, отличающееся тем, что оно снабжено средством для контроля температуры жидкой ванны в промежуточном ковше, средствами для контроля температуры поверхности сляба, средством для контроля скорости вытягивания слитка, средством для контроля наличия жидкой фазы в слябе, причем все средства для контроля соединены с блоком контроля, обработки данных и управления.

29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что датчики положения соединены в каждой паре обжимных роликов с тем из них, который выполнен с возможностью перемещения.

30. Устройство по п.28, отличающееся тем, что датчики положения соединены с обжимными роликами, выполненными с возможностью перемещения, объединенными в данном узле.

31. Устройство по п.28, отличающееся тем, что оно снабжено средствами для регулирования давления охлаждающей воды, соединенными с соплами, причем блок контроля, обработки данных и управления соединен со средствами для регулирования давления охлаждающей воды.

32. Устройство по п.28, отличающееся тем, что оно снабжено средствами для регулирования скорости потока охлаждающей воды, соединенными с соплами, причем блок контроля, обработки данных и управления соединен со средствами для регулирования скорости потока охлаждающей воды.

33. Устройство по п.28, отличающееся тем, что оно снабжено блоком ввода и сбора данных.

34. Устройство по п.28, отличающееся тем, что обжимные ролики выполнены с возможностью внутреннего охлаждения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5