Способ вторичного охлаждения заготовок круглого сечения



Способ вторичного охлаждения заготовок круглого сечения
Способ вторичного охлаждения заготовок круглого сечения
Способ вторичного охлаждения заготовок круглого сечения

 


Владельцы патента RU 2436654:

Закрытое акционерное общество "КОРАД" (RU)

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов. Способ включает охлаждение поверхности заготовки 3 водовоздушной смесью с разделением зоны вторичного охлаждения в продольном направлении на два участка с соотношением длин L1/L2=0,6…0,3 и независимым управлением подачей охладителя. На первом участке длиной L1, расположенном под кристаллизатором 1, охладитель подают нормально к поверхности заготовки 3 через факельные форсунки. На втором участке длиной L2 охладитель подают в зазор между заготовкой 3 и соосно установленным к ней экраном 2 по касательной к поверхности заготовки и закручивают поток охладителя вокруг продольной оси заготовки. Интенсивность охлаждения на втором участке регулируют изменением разряжения в зазоре между заготовкой 3 и экраном 2, которое обеспечивают отсосом среды из зазора. Обеспечивается снижение пораженности заготовки трещинами и осевой ликвацией за счет повышения равномерности охлаждения заготовки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к области непрерывной и полунепрерывной разливки заготовок круглого сечения преимущественно большого диаметра (в т.ч. полых) и многогранных заготовок.

Известен способ охлаждения слитка прямоугольного сечения, предусматривающий заключение слитка в кожух и включающий в себя подачу водовоздушной смеси на вытягиваемую заготовку и создание потока охладителя вдоль широких граней заготовки, при этом поток охладителя толщиной 1,0-3,0 толщины заготовки и длиной 0,1-0,3 длины жидкой фазы заготовки подают по периметру заготовки со скоростью 70-150 м/с, а в зоне охлаждения создают разрежение 10-500 Па. Кроме того, водовоздушную смесь могут подавать с обеих концов зоны охлаждения навстречу друг другу, в противоположном направлении и в направлении движения заготовки. Так же подачу охладителя увеличивают от поверхности заготовки к периферийной части зоны охлаждения, разрежение в зоне охлаждения увеличивают с увеличением скорости литья от 10 до 500 Па и толщину потока охладителя увеличивают по длине заготовки от 1,0 до 3,0 ее толщины (SU №1196119 A1 B22D 11/124, опубликована 07.12.1985).

Недостатком известного способа является отсутствие возможности регулирования интенсивности охлаждения заготовки в пределах всей длины кожуха, так как под кристаллизатором требуется более интенсивное охлаждение, чем в нижних участках ЗВО.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения высококачественной непрерывно-литой круглой заготовки, включающий подачу металла в промежуточный ковш и кристаллизатор, сообщение кристаллизатору возвратно-поступательного качания, непрерывное вытягивание слитка из кристаллизатора и постоянную подачу охладителя на поверхность слитка в зоне вторичного охлаждения, при этом зону вторичного охлаждения разделяют на три зоны, в качестве охладителя в первой зоне, используют воду с расходом 0,06-0,11 л/кг металла, а во второй и третьей зонах - охлаждение ведут водовоздушной смесью, при давлении воздуха, равном 3,5-4,5 кг/см2, и давлении воды 2,0-3,5 кг/см2, причем амплитуду качания кристаллизатора поддерживают постоянной, а частоту качания в зависимости от скорости разливки металла определяют по формуле N=240·Vразливки, где N - частота качания кристаллизатора; 240 - коэффициент пропорциональности; Vразливки - скорость разливки, при этом оптимальную скорость устанавливают равной 0,30-0,45 м/мин, причем в промежуточном ковше поддерживают температуру металла выше температуры ликвидуса на 35-40°С. Так же в качестве примера разливают сталь с содержанием алюминия в пределах 0,015-0,025% (RU №2169635 S2 B22D 11/00, опубликована 27.06.2001).

В качестве недостатка можно отметить то, что при подаче смеси перпендикулярно поверхности заготовки минимальный коэффициент теплоотдачи может достигнуть 500 Вт·м2/°С. Это приводит к переохлаждению поверхности слитка и соответственно к дефектам.

Техническим результатом предлагаемого способа охлаждения круглой заготовки является повышение качества слитка, заключающееся в сокращении пораженности слитка как трещинами, так и дефектами макроструктуры, связанными с ликвацией, при условии сохранения скорости разливки.

В предлагаемом способе вторичного охлаждения, который включает в себя охлаждение поверхности заготовки водовоздушной смесью с разделением зоны вторичного в продольном направлении на участки, поставленная цель достигается тем, что зону вторичного охлаждения разделяют на два участка с соотношением их длины L1/L2=0,6…0,3 и независимым управлением подачей охладителя в каждом из них, при этом на первом участке длиной L1, расположенном под кристаллизатором, охладитель подают нормально к поверхности заготовки посредством полукольцевых коллекторов, а на втором участке длиной L2 охладитель подают в зазор между заготовкой и соосно установленным по отношению к ней экраном по касательной к поверхности заготовки с закручиванием потока охладителя вокруг продольной оси заготовки, причем интенсивность охлаждения на втором участке регулируют изменением разряжения в зазоре между заготовкой и экраном. Каждый участок разделен на секции с независимым управлением подачей охладителя в каждой секции.

Диапазон L1/L2 может изменятся от зависимости диаметра заготовок.

Сущность предлагаемого изобретения показана на фиг.1-3.

На фиг.1 (цифрами обозначены 1 - кристаллизатор, 2 - экран, 3 - заготовка) представлена схема реализации способа подачи охладителя на непрерывнолитую заготовку. На фиг.2 (цифрами обозначены 1 - заготовка, 2 - факел) изображена прямая подача охладителя, на фиг.3 (цифрами обозначены 1 - заготовка, 2 - форсунка, 3 - экран, 4 - эжектор) изображена подача охладителя по касательной к поверхности заготовки с закручиванием потока охладителя вокруг продольной оси заготовки.

На первом участке слиток, выходящий из кристаллизатора, требует более интенсивного охлаждения, поэтому охладитель подают нормально к поверхности заготовки в виде объемных факелов, образованных с помощью сгруппированных на полукольцевых коллекторах двухщелевых форсунок, формирующих объемный факел, который обеспечивает интенсивное охлаждение.

На втором участке обеспечивается менее интенсивное, мягкое и равномерное охлаждение - это достигается установкой экрана соосно заготовке и подачей охладителя по касательной к поверхности заготовки с закручиванием потока охладителя вокруг продольной оси слитка.

Интенсивность охлаждения на обоих участках регулируют изменением соотношения компонентов охладителя («вода-воздух»), а на втором участке дополнительно - изменением давления в зазоре между экраном и поверхностью слитка. Последний из указанных факторов регулирования влияет на скорость движения охладителя в зазоре между экраном и заготовкой и, как следствие, на интенсивность охлаждения.

Необходимое изменение интенсивности охлаждения по длине слитка достигается секционированием как первого, так и второго участков с индивидуальным регулированием соотношения компонентов охладителя «вода-воздух» на каждую секцию.

При разливке круглой или многогранной заготовки касательная подача охладителя на втором участке должна сочетаться с вращением охладителя, вокруг оси заготовки, что приводит к повышению равномерности охлаждения и снижению пораженности заготовки трещинами.

Осуществление изобретения

Пример 1. На УНРС криволинейного типа с длиной ЗВО 8 м, разбитой на два участка и семь секций, разливали заготовку круглого сечения диаметром 280 мм из 17Г1С со скоростью 0,2 м/мин. Длина первого участка L1 составляла 3 м, длина второго участка L2 - 5 м, соотношение их длин L1/L2=0,6. Для обеспечения регулирования участки разбиты на секции, количество секций первого участка - 3, второго участка - 4.

На первом участке L1 охлаждение организовано объемнофакельными форсунками с размером пятна орошения 300×400 мм, направленными нормально к поверхности заготовки.

На втором участке L2 охлаждение обеспечивается движением охладителя в зазоре толщиной 15 мм между экраном и поверхностью заготовки, подача охладителя осуществляется плоскими факелами по касательной к поверхности заготовки, при этом поверхности факелов расположены параллельно. Отсос среды из зазора осуществляется двумя эжекторами на каждой секции. Разрежение в зазоре регулируется подачей эжектирующего сжатого воздуха.

Таблица 1
Параметры регулирования интенсивности охлаждения второго участка
№ секции по ходу заготовки Отношение «вода-воздух» Разрежение, Па
4 0,0050 100
5 0,0040 250
6 0,0030 350
7 0,0025 500

Применение предлагаемого способа позволило повысить балл осевой ликвации по сравнению с прототипом на 23%.

Пример 2. На УНРС криволинейного типа с длиной ЗВО 10 м, разбитой на два участка и восемь секций, разливали заготовку круглого сечения диаметром 380 мм из стали 17Г1С со скоростью 0,35 м/мин. Длина первого участка L1 составляла 3 м, длина второго участка L2=7 м, соотношение их длин L1/L2=0,43. Для обеспечения регулирования участки разбиты на секции, количество секций первого участка - 3, второго участка - 5.

На первом участке L1 охлаждение организовано объемнофакельными форсункам с размером пятна орошения 250×300 мм, направленными нормально к поверхности заготовки.

На втором участке L2 охлаждение обеспечивается движением охладителя в зазоре толщиной 10 мм между экраном и поверхностью заготовки, подача охладителя осуществляется плоскими факелами по касательной к поверхности заготовки, при этом поверхности факелов расположены параллельно. Отсос среды из зазора осуществляется четырьмя эжекторами на каждой секции. Разрежение в зазоре регулируется подачей эжектирующего пара низкого давления.

Таблица 2
Параметры регулирования интенсивности охлаждения второго участка
№ секции по ходу заготовки Отношение «вода-воздух» Разрежение, Па
4 0,0050 100
5 0,0040 250
6 0,0030 350
7 0,0025 500
8 0,0020 550

Применение предлагаемого способа позволило снизить пораженность поверхностными сетчатыми трещинами по сравнению с прототипом на 18%.

Пример 3. На УНРС криволинейного типа с длиной ЗВО 12 м, разбитой на два участка и девять секций, разливали заготовку круглого сечения диаметром 480 мм из стали ШХ15 со скоростью 0,6 м/мин. Длина первого участка L1 составляла 3 м, длина второго участка L2=9 м, соотношение их длин L1/L2=0,33. Для обеспечения регулирования участки разбиты на секции, количество секций первого участка - 3, второго участка - 4.

На первом участке L1 охлаждение организовано объемнофакельными форсункам с размером пятна орошения 200×300 мм, направленными нормально к поверхности заготовки.

На втором участке L1 охлаждение обеспечивается движением охладителя в зазоре толщиной 12 мм между экраном и поверхностью заготовки, подача охладителя осуществляется плоскими факелами по касательной к поверхности заготовки, при этом поверхности факелов расположены параллельно. Отсос среды из зазора осуществляется тремя эжекторами на каждой секции. Разрежение в зазоре регулируется подачей эжектирующего сжатого воздуха.

Таблица 3
Параметры регулирования интенсивности охлаждения второго участка
№ секции по ходу заготовки Отношение «вода- воздух» Разрежение, Па
4 0,0050 100
5 0,0040 250
6 0,0030 350
7 0,0025 500
8 0,0020 550
9 0,0015 600

Применение предлагаемого способа позволило снизить пораженность поверхностными паукообразными трещинами по сравнению с прототипом на 21%.

1. Способ вторичного охлаждения непрерывнолитых заготовок круглого сечения, включающий охлаждение поверхности заготовки водовоздушной смесью с разделением зоны вторичного охлаждения в продольном направлении на участки, отличающийся тем, что зону вторичного охлаждения разделяют на два участка с соотношением их длины L1/L2=0,6…0,3 и независимым управлением подачей охладителя в каждом из них, при этом на первом участке длиной L1, расположенном под кристаллизатором, охладитель подают нормально к поверхности заготовки, а на втором участке длиной L2 охладитель подают в зазор между заготовкой и соосно установленным по отношению к ней экраном по касательной к поверхности заготовки с закручиванием потока охладителя вокруг продольной оси заготовки, причем интенсивность охлаждения на втором участке регулируют изменением разряжения в зазоре между заготовкой и экраном.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый участок разделен на секции с независимым управлением подачей охладителя в каждой секции.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что разряжение в зазоре между заготовкой и экраном регулируют подачей эжектирующего пара низкого давления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов. .

Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к области литейного производства. .
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к непрерывной разливке стали. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам непрерывного литья стальных слитков с использованием кристаллизатора с соотношением сторон 300×(330-360) мм.
Изобретение относится к области металлургии

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения металлических изделий прямоугольного сечения

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к непрерывной разливке стали

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению листа из электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой

Группа изобретений относится к способам утилизации энергии в установках для производства заготовки из стали или цветных металлов и установкам для реализации способа. В способе высвобождающуюся при охлаждении, транспортировке или складировании заготовок тепловую энергию и остаточное тепло заготовок улавливают посредством теплообменников, при этом тепло отбирают в теплонесущую среду для ее нагрева. Затем тепло через трубопроводы для транспортировки теплонесущей среды отводят к установке для генерирования электрического тока и/или к другим потребителям тепла для непосредственного использования тепла технологического процесса. Транспортировку теплонесущей среды от теплообменников к установке для генерирования электрического тока осуществляют в трубопроводах для транспортировки теплонесущей среды под давлением посредством насоса, при этом в качестве теплонесущей среды используют минеральное или синтетическое масло-теплоноситель или соляной расплав, не создающие давления пара свыше 2 бар. Технический результат заключается в повышении эффективности использования утилизированной энергии при одновременном упрощении способа утилизации и установки. 2 н. и 12 з.и. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металлов. Способ вторичного охлаждения непрерывнолитой круглой заготовки включает подачу охлаждающей воды на поверхность заготовки посредством конусных форсунок 1 с одинаковыми углами факелов. Форсунки устанавливают вокруг заготовки на одинаковом расстоянии от ее поверхности, которое составляет 1,0-1,5 R, где R - радиус заготовки, и равно не менее 80 мм. Угол установки форсунок вокруг заготовки равен углу их факела. Обеспечивается равномерное охлаждение заготовки круглого сечения по периметру и длине, исключается формирование термических напряжений, приводящих к возникновению поверхностных дефектов, улучшается макроструктура металла. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к металлургии. В способе предусмотрено удаление охлаждающей воды, стекающей во внутренний изгиб ручья криволинейной установки непрерывного литья. Охлаждающая вода выталкивается из внутреннего изгиба ручья (3) чернового профиля посредством импульса, придаваемого путем подачи отводящей воды через водоструйные сопла (21, 22). Сопла направлены к области перехода от стенки (4) к соответствующему фланцу (5, 6). Поток охлаждающей воды отводится по фланцам и собирается и отводится вместе с отводящей водой посредством собирающего устройства. Обеспечивается устранение чрезмерного охлаждения, вызываемого текущей вниз охлаждающей водой, во внутреннем изгибе ручья чернового профиля. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх