Способ непрерывной разливки стали на машине непрерывного литья
Изобретение относится к непрерывной разливке стали. Сталь подают в кристаллизатор из промежуточного ковша через погружной стакан. Из промежуточного ковша и кристаллизатора отбирают пробы жидкой стали и определяют содержание азота в них. В погружной стакан и/или в монолитный стопор промежуточного ковша вводят азот чистотой 99,9-99,0% с расходом, обеспечивающим повышение содержания азота в пробах стали из кристаллизатора по сравнению с пробами стали из промежуточного ковша на 0,0002-0,0010%. Обеспечивается повышение качества поверхности листов стали. 3 табл.
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, а именно к способам защиты струи металла из сталеразливочного ковша в промежуточный в процессе непрерывной разливки на машине непрерывного литья.
Известен способ непрерывной разливки стали, включающий различные способы защиты от вторичного окисления струи металла и поверхности в кристаллизаторе (см. Защита стали в процессе непрерывной разливки. А.В.Лейтес, М.: Металлургия, 1984, с.18-23, рис.7 - XVI).
Ближайшим аналогом заявленного способа непрерывной разливки стали на машине непрерывного литья является способ, включающий подачу стали из сталеразливочного в промежуточный ковш через огнеупорную трубу под уровень металла в промежуточном ковше, подачу аргона в огнеупорную трубу, подачу стали из промежуточного ковша в кристаллизаторы и вытягивание из них слитков, а также определение содержания в стали азота, в процессе разливки в огнеупорную трубу дополнительно подают азот, при этом долю азота в смеси газов устанавливают по определенной зависимости (RU 2154544 C1, B22D 11/10, 20.08.2000).
Характерным дефектом поверхности литых слябов толщиной до 8 мм являются газовые пузыри диаметром до 1 мм. Плотность распределения таких пузырей возрастает с приближением к поверхности сляба.
Аргон нерастворим в жидкой и твердой стали. Наличие в подкорковых слоях литого сляба пузырьков, содержащих аргон, может привести при прокатке к образованию полостей с развитой поверхностью, заполненных аргоном.
Источником образования пузырьков аргона в жидком металле в кристаллизаторе является поддув его через стопор-моноблок промежуточного ковша, а также обдув аргоном через кольцевой коллектор места стыкового соединения стакана-дозатора с погружным стаканом.
Техническим результатом известного технического решения является повышение точности содержания азота в разливаемом металле. При этом характерным дефектом поверхностных слоев литых слябов являются газовые пузыри диаметром до 1 мм. Плотность распределения таких пузырей возрастает с приближением к поверхности сляба.
Принципиальное отличие технологии разливки согласно предлагаемому изобретению связано с заменой аргона азотом.
Азот подводили через кольцевой коллектор к стыковому соединению стакана-дозатора промежуточного ковша с погружным стаканом, а также азот продували через стопор-моноблок в промежуточном ковше.
Результаты качества опытных и сравнительных плавок представлены в таблицах 1-3.
В таблице 1 приведены данные по зачистке и отсортировке толстого листа стали S 355 разлитой в слябы сечением 250×1850 мм. Из таблицы видно, что объем зачистки листов из опытных плавок снижен в 4,2 раза.
| Таблица 1 | |||||||||||
| Сравнительная оценка объемов зачистки и отсортировки листов из стали S 355, разлитой на МНЛ3-2 с оборудованием через кольцевой коллектор стыкового соединения стакана-дозатора и погружного стакана, аргоном или азотом. | |||||||||||
| №№ плавок в серии | Прокатано листов, шт. | Подводимый газ | Объем зачистки поверхности листов, шт./% | Отсортировка листов по дефектам, шт./% | Среднее повышение азота в кристаллизаторе | ||||||
| плена | паук | трещина | трещина кромочная | трещина продольная | УЗК | Σ | |||||
| 1-10 | 175 | Ar | 25/14,3 | 1/0,57 | 6/3,43 | 5/2,86 | 0/0 | 0/0 | 2/1,14 | 14/8,0 | 0,0002% |
| 11-20 | 176 | N2 | 6/3,4 | 0/0 | 0/0 | 0/0 | 0/0 | 1/0,57 | 3/1,70 | 4/2,27 | 0,0010% |
Сечение сляба - 250×1850 мм; габариты листа - 43×2500×9000 мм.
Чистота аргона и азота равны 99,9 и 98,5% соответственно.
Расход аргона на обдув - 8 м3/ч.
Сравнительная оценка объемов зачистки и отсортировки штрипсов из стали марки 09Г2ФБ приведены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||||||||||
| Сравнительная оценка объемов зачистки и отсортировки штрипсов из стали 09Г2ФБ, разлитой на МНЛ3-2 с подводом через стопор-моноблок и кольцевой коллектор в стыке стакана-дозатора с погружным стаканом аргона или азота. | ||||||||||
| №№ плавок в серии | Прокатано листов, шт. | Подводимый газ | Объем зачистки поверхности листов, шт./% | Отсортировка листов по дефектам, шт./% | Среднее повышение азота в кристаллизаторе | |||||
| плена | паук | трещина | трещина кромочная | УЗК | Σ | |||||
| 1-10 | 480 | Ar | 58/12,0 | 5/1,04 | 1/0,21 | 0/0 | 1/0,21 | 7/1,46 | 14/2,92 | 0,0002% |
| 11-20 | 475 | N2 | 15/3,2 | 0/0 | 0/0 | 0/0 | 0/0 | 6/1,26 | 6/1,26 | 0,0004% |
Сечение сляба - 250×1850 мм; габариты листа - 11×2529×12000 мм.
Чистота аргона - 99,9%; азота - 99,9%.
Расход аргона через кольцевой коллектор и стопор-моноблок составил 8 и 0,35 м3/ч соответственно.
На данной серии плавок аргон (на сравнительных плавках) и азот (на опытных плавках) подавались по описанной выше технологии. Чистота азота и аргона составляла 99,9%. Как следует из данных этой таблицы, замена аргона азотом позволила снизить объем зачистки листов с 12,0% до 3,2%, т.е. в 3,5 раза. Объем отсортировки листов снизился с 2,92 до 1,26%.
На опытных плавках этой марки отсортировки листов по поверхностным дефектам не было, а отсортировка листов сравнительных плавок по этому дефекту составляла 1,46%.
Результаты оценки качества поверхности листов стали ДН-36 опытных и сравнительных плавок приведены в таблице 3.
| Таблица 3 | ||||||||||
| Сравнение объемов зачистки и отсортировки листов из стали ДН 36, разлитой на МНЛЗ в кристаллизатор 250×1550 мм с поддувкой газа в стопор промежуточного ковша. | ||||||||||
| №№ плавок в серии | Прокатано листов, шт. | Подводимый газ | Объем зачистки поверхности листов, шт./% | Отсортировка листов по дефектам, шт./% | Среднее повышение азота в кристаллизаторе | |||||
| плена | паук | трещина | трещина кромочная | УЗК | 2 | |||||
| 1-10 | 308 | Ar | 32/10,4 | 4/1,3 | 2/0,15 | 0/0 | 2/0,65 | без УЗК | 8/7,6 | 0,0002% |
| 11-20 | 310 | N2 | 6/1,94 | 0/0 | 0/0 | 1/0,32 | 0/0 | без УЗК | 1/0,32 | 0,0005% |
Габариты листа - 15×2400×12000 мм. Из 1 крата прокатываются 2 листа.
Ar - чистота 99,9%; N2 - чистота 99,5%.
Подача газа в этой серии плавок осуществлялась только через стопор-моноблок промежуточного ковша.
Данные, приведенные в таблицах, свидетельствуют о высокой эффективности замены аргона азотом в повышении качества поверхности листов опробованных марок стали, а также показывают, что в металле опытных плавок содержание азота в пробах из кристаллизатора по сравнению с содержанием азота в промежуточном ковше несколько увеличивается (с 0,007 до 0,008%), но не выходит за предельное содержание.
Способ непрерывной разливки стали на машине непрерывного литья, включающий подачу стали из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш через огнеупорную трубу, подачу стали из промежуточного ковша в кристаллизатор через погружной стакан, отбор проб жидкой стали и определение содержания азота в них, отличающийся тем, что в погружной стакан и/или в монолитный стопор промежуточного ковша вводят азот чистотой 99,9-99,0% с расходом, обеспечивающим повышение содержания азота в пробах стали из кристаллизатора по сравнению с пробами стали из промежуточного ковша на 0,0002-0,0010%.
