Способ вторичного охлаждения непрерывнолитых заготовок


 


Владельцы патента RU 2440213:

Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение относится к области металлургии. Способ включает охлаждение объединенных в роликовые секции опорных роликов машины непрерывного литья заготовок путем подачи охладителя в центральный канал ролика. Расход охладителя определяют по формуле Vв=α×B+β×W-δ×L2+ε×L-λ, где Vв - расход охладителя, м3/ч, В - ширина заготовки, м, W - скорость вытягивания заготовки, м/мин, L - расстояние от начала зоны вторичного охлаждения до середины роликовой секции, м, α - эмпирический коэффициент, равный 1,45-4,85 м2/ч, β - эмпирический коэффициент, равный 1,25-4,15 м2·мин/ч, δ - эмпирический коэффициент, равный 0,01-0,03 м/ч, ε - эмпирический коэффициент, равный 0,18-0,58 м2/ч, λ - эмпирический коэффициент, равный 0,68-2,28 м3/ч. Обеспечивается улучшение качества заготовок и увеличение стойкости опорных роликов за счет поддержания равномерной тепловой нагрузки на ролики и равномерного температурного профиля заготовки. 2 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке металла на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Известен способ вторичного охлаждения непрерывнолитых заготовок и опорных элементов машин непрерывного литья металлов, включающий подачу водовоздушной смеси на охлаждаемую поверхность в виде факела, образованного водовоздушным туманом, при этом охлаждение опорных элементов (роликов) осуществляют наружными поверхностями факела водовоздушного тумана. RU 2098227, B22D 11/124.

Недостатком этого способа является недостаточное охлаждение опорных элементов в момент его контакта с заготовкой, что приводит к возникновению термических напряжений на поверхности роликов, уменьшению их стойкости и снижению производительности МНЛЗ, а также отсутствует возможность снижения расхода водовоздушного тумана при уменьшении скорости разливки из-за необходимости осуществления охлаждения роликов, что приведет к переохлаждению поверхности заготовки, ухудшит ее качество и снизит выход годного металла.

Известен выбранный в качестве прототипа способ вторичного охлаждения непрерывнолитых заготовок, включающий охлаждение объединенных в роликовые секции опорных роликов машины непрерывного литья заготовок (RU 2382688).

Недостатком этого способа является отсутствие возможности изменения охлаждения ролика при разливке слябов различной ширины, это приводит к переохлаждению узких и разогреву более широких слябов, что ухудшит качество заготовки и снизит выход годного металла, также в данном способе не изменяется поток охладителя в зависимости от расстоянии от начала зоны вторичного охлаждения, что приведет к переохлаждению заготовки в нижней части зоны вторичного охлаждения и к разогреву роликов в ее верхней части, что ухудшит качество заготовки, уменьшит стойкость роликов и снизит производительность МНЛЗ.

Технический результат от использования данного изобретения заключается в поддержании равномерного температурного профиля отливаемой заготовки, вторично охлаждаемой опорными роликами по длине зоны вторичного охлаждения, что улучшает качество заготовки, повышает выход годного металла, увеличивает производительность МНЛЗ, а также обеспечивает равномерную тепловую нагрузку на опорные ролики МНЛЗ, что положительно сказывается на их стойкости.

Указанный технический эффект достигается тем, что в способе вторичного охлаждения непрерывнолитых заготовок, включающем охлаждение объединенных в роликовые секции опорных роликов машины непрерывного литья заготовок, в отличие от ближайшего аналога охладитель подают в центральный канал ролика, при этом расход охладителя определяют по формуле:

Vв=α×B+β×W-δ×L2+ε×L-λ,

где Vв - расход охладителя м3/ч; B - ширина заготовки, м; W - скорость вытягивания заготовки, м/мин; L - расстояние от начала зоны вторичного охлаждения до середины роликовой секции, м; α - эмпирический коэффициент ширины, равный 1,45-4,85 м2/ч; β - эмпирический коэффициент скорости, равный 1,25-4,15 м2·мин/ч; δ - эмпирический коэффициент квадрата расстояния, равный 0,01-0,03 м/ч; ε - эмпирический коэффициент расстояния, равный 0,18-0,58 м2/ч; λ - эмпирический свободный коэффициент, равный 0,68-2,28 м3/ч.

Расход охладителя, определяемый по формуле Vв=α×B+β×W-δ×L2+ε×L-λ, объясняется теплофизическими закономерностями кристаллизации формирующейся заготовки и теплопередачей от жидкой фазы через затвердевшую корку к опорным роликам. Так как при изменении скорости разливки и (или) расстояния от начала зоны вторичного охлаждения формирующаяся заготовка имеет разную толщину сформированной корочки и температуру поверхности, изменяется тепловой поток к опорным роликам, который необходимо регулировать расходом охладителя. С изменением ширины отливаемой заготовки меняется площадь ее контакта с опорными роликами, изменяя оказываемую на них тепловую нагрузку, следовательно, для поддержания оптимального теплового состояния опорных роликов и температурного профиля отливаемой заготовки необходимо регулировать расход охладителя.

Диапазон значений эмпирических коэффициентов, определенных опытным путем, объясняется теплофизическими закономерностями распределения тепловых потоков на поверхности и фронте кристаллизации формирующейся заготовки в процессе ее кристаллизации в зоне вторичного охлаждения, а также теплофизическими и механическими процессами, протекающими в опорных роликах зоны вторичного охлаждения. При меньших значениях на фронте кристаллизации формирующейся заготовки вследствие недостаточного теплоотвода будут образовываться трещины, что ухудшит качество заготовки и уменьшит выход годного металла, а также приведет в перегреву роликов, уменьшению их стойкости и снижению производительности МНЛЗ. При больших значениях на фронте кристаллизации формирующейся заготовки будут возникать растягивающие напряжения вследствие повышенного температурного градиента между внутренними и поверхностными слоями заготовки, что ухудшит качество поверхности и макроструктуры заготовки и снизит выход годного металла.

Заявляемый способ был опробован на двухручьевой слябовой МНЛЗ криволинейного типа при разливке слябов толщиной 250 мм и шириной от 1250 до 2350 мм со скоростью вытягивания заготовки от 0,5 до 0,9 м/мин из низкоуглеродистой, среднеуглеродистой и низколегированной стали.

Пример конкретного осуществления способа.

В процессе непрерывной разливки слябов толщиной 250 мм и шириной 1500 и 2050 мм из стали марки 17Г1С-У на МНЛЗ №5 ЭСПЦ скорость вытягивания составляла 0,6 и 0,7 м/мин. Вторичное охлаждение заготовки осуществляли водовоздушной смесью с минимальным расходом охладителя для данного типа форсунок, а также водой, подаваемой внутрь опорных роликов, объединенных в роликовые секции. При этом расход охладителя, подаваемого в центральный канал роликов, устанавливали согласно приведенной выше формуле в соответствии с расстоянием от начала зоны вторичного охлаждения, шириной отливаемой заготовки и скоростью ее вытягивания. Используемые параметры представлены в таблицах 1, 2.

Результаты использования предлагаемого изобретения на Магнитогорском металлургическом комбинате показали, что разливка стали по технологии заявляемого изобретения позволяет улучшить качество слябов, увеличить выход годного металла, повысить производительность МНЛЗ и стойкость роликовых секций.

Таблица 1
Расход охладителя внутри опорных роликов при отливке заготовки шириной 1500 мм при скорости вытягивания 0,6 м/мин (числитель) и 0,7 м/мин (знаменатель)
Номер роликовой секции (Расстояние от начала зоны вторичного охлаждения до середины роликовой секции, м) Эмпирический коэффициент
ширины α, м2 скорости β, м2·мин/ч квадрата расстояния δ, м/ч расстояния ε, м2 свободный λ, м3 Расход охладителя, м3
первая (0,675) 1,45 1,25 0,01 0,18 0,68 2,4/2,5
3,15 2,70 0,02 0,38 1,48 5,1/5,4
4,85 4,15 0,03 0,58 2,28 7,9/8,3
вторая (1,605) 1,45 1,25 0,01 0,18 0,68 2,5/2,6
3,15 2,70 0,02 0,38 1,48 5,4/5,7
4,85 4,15 0,03 0,58 2,28 8,3/8,8
третья (2,705) 1,45 1,25 0,01 0,18 0,68 2,7/2,8
3,15 2,70 0,02 0,38 1,48 5,7/6,0
4,85 4,15 0,03 0,58 2,28 8,8/9,2
четвертая (3,705) 1,45 1,25 0,01 0,18 0,68 2,8/2,9
3,15 2,70 0,02 0,38 1,48 6,0/6,3
4,85 4,15 0,03 0,58 2,28 9,2/9,6
Таблица 2
Расход охладителя внутри опорных роликов при отливке заготовки шириной 2050 мм при скорости вытягивания 0,6 м/мин (числитель) и 0,7 м/мин (знаменатель)
Номер роликовой секции (Расстояние от начала зоны вторичного охлаждения до середины роликовой секции, м) Эмпирический коэффициент
ширины α, м2 скорости β, м2·мин/ч квадрата расстояния δ, м/ч расстояния ε, м2 свободный λ, м3 Расход охладителя, м3
первая (0,675) 1,45 1,25 0,01 0,18 0,68 3,2/3,3
3,15 2,70 0,02 0,38 1,48 6,8/7,1
4,85 4,15 0,03 0,58 2,28 10,5/10,9
вторая (1,605) 1,45 1,25 0,01 0,18 0,68 3,3/3,4
3,15 2,70 0,02 0,38 1,48 7,2/7,4
4,85 4,15 0,03 0,58 2,28 11,0/11,4
третья (2,705) 1,45 1,25 0,01 0,18 0,68 3,5/3,6
3,15 2,70 0,02 0,38 1,48 7,5/7,7
4,85 4,15 0,03 0,58 2,28 11,5/11,9
четвертая (3,705) 1,45 1,25 0,01 0,18 0,68 3,6/3,7
3,15 2,70 0,02 0,38 1,48 7,7/8,0
4,85 4,15 0,03 0,58 2,28 11,9/12,3

Способ вторичного охлаждения непрерывнолитых заготовок, включающий охлаждение объединенных в роликовые секции опорных роликов машины непрерывного литья заготовок, отличающийся тем, что охладитель подают в центральный канал ролика, при этом расход охладителя определяют по формуле Vв=α·B+β·W-δ·L2+ε·L-λ, где Vв - расход охладителя, м3/ч; В - ширина заготовки, м; W - скорость вытягивания заготовки, м/мин; L - расстояние от начала зоны вторичного охлаждения до середины роликовой секции, м; α - эмпирический коэффициент, равный 1,45-4,85 м2/ч; β - эмпирический коэффициент, равный 1,25-4,15 м2·мин/ч; δ - эмпирический коэффициент, равный 0,01-0,03 м/ч; ε - эмпирический коэффициент, равный 0,18-0,58 м2/ч; λ - эмпирический коэффициент, равный 0,68-2,28 м3/ч.



 

Похожие патенты:

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

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 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.

Изобретение относится к металлургии. Способ включает разливку металла 142 в кристаллизатор 145, охлаждение металла в кристаллизаторе и охлаждение выходящего из кристаллизатора затвердевающего слитка 151 посредством подачи охладителя 144 по периметру слитка. Расход охладителя регулируют путем удаления с поверхности слитка излишней охлаждающей жидкости посредством протира 159. Протир устанавливают ниже затравочного блока 121 в период пуска, затем быстро перемещают в положение вблизи кристаллизатора во время переходной стадии нагрева слитка. Во время второй переходной стадии нагрева перемещают протир от кристаллизатора в положение, в котором сердцевина слитка полностью затвердевает. Обеспечивается снятие усадочных напряжений слитка за счет сохранения высокой температуры сердцевины затвердевающего слитка. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх