Способ эксплуатации установки для непрерывной разливки и установка для непрерывного разлива

 

Изобретение относится к способу эксплуатации установки для непрерывной разливки, содержащей машину для непрерывного разлива со стационарным кристаллизатором, соединенной посредством рольганга с миксером. После задания формата слитка на выходе из кристаллизатора устанавливают параметры разлива, по меньшей мере, скорость разлива таким образом, что слиток на входе в печь имеет желаемую температуру прокатки получаемой горячекатаной полосы и нижний конец жидкой фазы постоянно остается в зоне устья машины для непрерывной разливки и осуществляют меры по воздействию на тепло- и энергосодержание слитка после его выхода из машины для непрерывной разливки. Кроме того, изобретение раскрывает установку для непрерывной разливки, имеющую машину для разливки с кристаллизатором, печь, прокатный стан и устройства для воздействия на энерго- и теплосодержание слитка в зоне рольганга. Техническим результатом изобретения является возможность изменения параметров разливки заранее заданной производственной цепочки и при этом сохранить прежнюю производительность разлива. 2 с. и 8 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу эксплуатации установки для непрерывной разливки, содержащей ленточную разливочную машину со стационарным кристаллизатором, которая соединена посредством рольганга с печью, и к установке для непрерывной разливки лент.

Из ЕР 0 264 459 известен способ изготовления горячекатаной стальной ленты из слитков, полученных непрерывной разливкой, в котором затвердевший слиток режут на отрезки одинаковой длины и эти отрезки вводят друг за другом в печь, где они накапливаются в течение некоторого времени для того, чтобы затем их передать к отводящему рольгангу линии чистовой прокатки. Расплавленный материал охлаждают в дугообразной проводке машины для непрерывной разливки для получения слитка. Выходная температура слитка в конце дугообразной проводки еще лежит выше 1150^oC. Таким образом от устья установки для разливки до входа в накопительную печь слиток охлаждается и отводится рольгангом при температуре приблизительно 1150^oC на рольганг, расположенный в накопительной печи.

Установка, необходимая для осуществления этого способа, связана с жестко установленной толщиной слитка и соответствующей скоростью разливки. Изменения параметров разливки регулярно приводят к потерям производительности, снижениям качества и повышениям затрат.

Таким образом снижение скорости разливки при постоянной толщине в твердом состоянии, если невозможна горячая прокатка, приводит к большим потерям температуры и производительности вследствие дополнительного охлаждения слитков в установке для непрерывной разливки, а также к большому времени обработки слитка на пути к печи.

Кроме того, механизм поперечной резки, известный из этого описания, так как здесь не применяют ножницы, приводит к большим потерям на излучение, обусловленным длительностью осуществления способа.

Изобретение имеет цель создать способ с соответствующим устройством, в котором простыми средствами можно изменять параметры разливки заранее заданной производственной цепочки, состоящей из установки для непрерывной разливки, печи и прокатного стана и при этом, по меньшей мере, сохранить прежнюю производительность разливки.

В основе изобретения лежит знание того, что при объединении стадии непрерывной разливки со стадией прокатки, как при литье слитков, плоских слитков, так и в особенности при литье тонких слитков, имеет большое значение энергосодержание слитка в печи, примыкающей непосредственно к установке для непрерывной разливки, или в печи с роликовым подом или в печи с поперечной транспортировкой. Неожиданно оказалось, что содержание энергии в слитке при входе в печь может использоваться в качестве задающей величины для эксплуатации всей установки. При этом содержание энергии в заготовке при входе в печь определяет желаемую температуру прокатки получаемой горячекатаной полосы. При этом печь может работать таким образом, что к слитку не подводится энергия, а она служит только для выравнивания температуры слитка.

Сталевар произвольно выбирает температуру слитка при входе в печь в качестве фиксированной точки для изменения параметров предварительно включенных частей установки. При этом были найдены неожиданные решения, в которых при заданном значении, например, толщины в твердом состоянии, равной 60 мм, при скорости разливки 5 м/мин, уменьшается толщина слитка в твердом состоянии и оказывается влияние на скорость разливки, несмотря на воздействие таких параметров, как охлаждение слитка или изоляция между машиной для непрерывной разливки и печью.

Другая возможность повышения производительности разливки, связанная с повышенным теплосодержанием слитка при входе в печь, включенную непосредственно после установки для непрерывной разливки, обеспечивается с помощью литьевых валков в разливочной машине, то есть путем уменьшения толщины в жидком состоянии во время затвердевания.

Согласно изобретению после задания формата слитка перед выходом из кристаллизатора параметры разливки устанавливаются таким образом, что слиток перед входом в печь соответствует желаемой температуре прокатки получаемой горячекатаной ленты. Более того, система позволяет повысить производительность разливки при постоянной толщине в жидком состоянии и при максимальной скорости разливки, а также регулировать теплосодержание слитка, входящего в печь. При этом параметры устанавливают таким образом, что нижний конец жидкой фазы постоянно находится в зоне устья ленточной разливочной машины. В зависимости от актуального содержания энергии слитка непосредственно за машиной для непрерывной разливки от слитка путем активного охлаждения отбирают заданное количество тепла или в значительной мере предотвращают тепловое излучение с помощью изолирующего устройства.

При базисном определении параметров установки для непрерывной разливки с толщиной заготовки в твердом состоянии 60 мм и максимально возможной скоростью 5 м/мин предусмотрена, например, металлургическая длина, равная 9,3 м. Если толщину в твердом состоянии с помощью литьевых валков или переоснащения машины для непрерывной разливки уменьшают с 60 мм до 50 мм, то при сохранении скорости разливки и принимая во внимание то, что потери на излучение увеличиваются в зависимости от уменьшения слитка с одновременным уменьшением времени застывания слитка при уменьшающейся толщине в квадрате от полутолщины, производительность разливки снижается.

Если вопреки обычной закономерности скорость разливки в зависимости от уменьшающейся толщины слитка при одинаковой ширине повышается до своего максимального значения, равного 7,2 м/мин, то производительность разливки увеличивается с 2,31 до 2,77 тонн/мин или со 100 до 120%. За счет этих мероприятий производительность разливки не только сохраняется, но и даже повышается. При таком способе одновременно повышается содержание энергии и тем самым соответствующая средняя температура слитка на входе в печь с 1111^oC до 1150^oC. Это повышение температуры может привести к тому, что температура слитка в зоне рольганга перед печью путем охлаждения должна быть отрегулирована до желаемого значения на выходе из печи.

С помощью технологии по данному способу можно осуществить принцип работы печи без подвода энергии при обеспечении желаемого содержания энергии в слитке на входе в печь и соответствующей температуры прокатки после выхода из печи. Такая система позволяет устанавливать различную температуру прокатки от слитка к слитку, так как печь, в основном, является только печью и тем самым работает без подвода энергии и не требует нагрева.

Наряду с преимуществами в отношении энергии можно назвать и другие преимущества, такие как улучшенная структура литья вследствие воздействия литьевыми валками во время застывания, повышенная смазочная шлаковая пленка в кристаллизаторе, которая приводит к уменьшенной аккумуляции тепла в кристаллизаторе и тем самым к пониженной тепловой нагрузке: в оболочке слитка - уменьшение натяжения и исключение трещин и в пластине кристаллизатора увеличение срока службы кристаллизатора.

На фиг. 1 показана схема установки для непрерывной разливки; фиг. 2 - диаграмма зависимости средней температуры слитка от скорости разливки.

На фиг. 1 показана машина 10 для непрерывной разливки со стационарным кристаллизатором 11. Нижний конец F жидкой фазы в слитке S проходит до устья 13 машины 10 для непрерывной разливки.

К машине 10 для непрерывной разливки примыкает рольганг 21, имеющий как можно более короткое присоединение, например, длиной 10 м, к печи 50. В верхней части чертежа предусмотрена печь 51 с поперечной подачей, а в нижней части чертежа - печь 52 с роликовым подводом.

Кроме того, в верхней части чертежа в зоне рольганга 21 предусмотрены изолирующие кожухи 32 и в нижней части чертежа - охлаждающие элементы 31 для регулирования теплосодержания слитка.

Машина 10 для непрерывной разливки имеет металлургическую длину, равную 9,3 м, рольганг 21 имеет длину 10 м, слитки режут механизмом 22 резки на отрезки длиной, приблизительно 43 м, таким образом, что печь 51 с поперечной подачей имеет длину около 45 м, а печь 52 с роликовым подом - длину 150 м.

К печам 51 и 52 примыкает обычный прокатный стан 60 для изготовления горячекатаных лент толщиной 1 мм. Он может состоять из одно- или двухклетьевых секций черновой прокатки с примыкающей позицией намотки и линией чистовой прокатки.

На фиг. 2 в точке а) предусмотрена стандартная ситуация при задании базовых данных - толщина в твердом состоянии 60 мм на выходе из печи, удаленного на 10 м от конца установки для непрерывной разливки, и скорость разливки 5 м/мин. В установке для непрерывной разливки путем разбрызгивания воды, приблизительно 0,3- 0,5 л воды/кг стали слиток охлаждается настолько, что в конце машины он имеет среднюю температуру, равную 1325^oC. При скорости 5 м/мин слиток на входе в печь имеет температуру 1111^oC.

Если толщину слитка уменьшают до 50 мм, то возникают следующие ситуации: при обычном повышении скорости разливки с 5 до 6 м/мин и при постоянной производительности разливки уменьшается температура поверхности слитка и он входит в печь при температуре, равной только 1067^oC (точка g). Для повышения температуры слитка, согласно изобретению он может быть изолирован в зоне рольганга и таким образом уменьшение температуры может замедлиться (см. стрелку в направлении точки III). В этом случае это приводит к постоянной производительности (см. прямую от точки а) до точки к)).

Если наоборот скорость разливки повышается быстрее, чем это могло бы соответствовать повышению при постоянной толщине слитка, приблизительно доведена до ее максимального значения и, принимая во внимание регулирование нижнего конца жидкой фазы в конце машины, то происходит повышение температуры, в данном случае ожидается 1150^oC при входе в печь (точка h). Если эта температура для желаемого способа прокатки слишком высока, то тепло можно отвести путем охлаждения слитка.

Точкой i) показаны повышения производительности и температуры при толщине слитка 55 мм и возможной скорости разливки 5 м/мин.

В общем случае показано, что при максимальной скорости 7,2 м/мин и уменьшении, в случае необходимости с помощью литьевых валков, толщины слитка с 60 до 50 мм становится реальным повышение производительности разливки с 2,31 т/мин до 2,77 т/мин. При этом получают повышение температуры слитка от 1111 до 1150^oC на входе в печь после свободного излучения между машиной для непрерывной разливки и печью.

Прямые D показывают соотношения при соответствующих толщинах слитков, причем значение, соответствующее толщине D, дано в мм.

Римские цифры показывают возможность влияния при отдельных толщинах слитков и относятся к влиянию на температуру слитка, а именно: I - изменению количества впрыскиваемой воды в литрах воды/кг стали.

II - охлаждению между машиной для непрерывной разливки и печью.

III - изоляции между машиной для непрерывной разливки и печью.

Значения, обведенные кружком, показывают относительную производительность разливки. Таким образом, например, в точке k) возможно повышение производительности по отношению к производительности разливки в точке а) в 1-2 раза.

Формула изобретения

1. Способ эксплуатации установки для непрерывной разливки, включающий установление формата слитка в кристаллизаторе, разливку в машине для разливки, соединенной посредством рольганга с печью, обеспечивающей слитку температуру прокатки для получения горячекатаной полосы, отличающийся тем, что после установления формата слитка на выходе из кристаллизатора задают параметры разливки, по меньшей мере скорость разливки, обеспечивающую при входе в печь желаемую температуру прокатки слитка и постоянное нахождение нижнего конца жидкой фазы слитка в зоне устья машины, при этом после выхода из машины для разливки регулируется энерго- и теплосодержание слитка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формат слитка после выхода из кристаллизатора уменьшают в машине непрерывной разливки с помощью литьевых валков.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что энерго- и теплосодержание застывшего насквозь слитка регулируют путем отвода тепла с помощью охлаждающей среды.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что теплосодержание застывшего насквозь слитка регулируют путем сведения тепла до минимума с помощью теплоизоляции.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что при изменении толщины слитка скорость разливки изменяется настолько, что становится больше, чем обратное соотношение площадей поперечного сечения при установлении формата слитка.

6. Установка для непрерывной разливки, содержащая машину для разливки со стационарным кристаллизатором, соединенную посредством рольганга с печью, отличающаяся тем, что установка снабжена устройствами для воздействия на энерго- и теплосодержание слитка, расположенными в зоне рольганга в направлении оси слитка.

7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что устройство для воздействия на энерго- и теплосодержание слитка выполнено в виде сопел для разбрызгивания воды.

8. Установка по п.6, отличающаяся тем, что устройство для воздействия на энерго- и теплосодержание выполнено в виде теплоизоляции в форме кожуха, закрывающего слиток.

9. Установка по п.8, отличающаяся тем, что кожухи имеют конструктивные элементы для демонтажа.

10. Установка по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что в зоне рольганга встроены термочувствительные элементы, соединенные с рабочими механизмами, с помощью которых регулируют количество охлаждающего средства или излучаемого тепла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2