Способ получения стального длинномерного проката путем непрерывной разливки и прокатки

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2484921:

СМС КОНКАСТ АГ (CH)

Изобретение относится к металлургии. Способ включает разливку жидкой стали в кристаллизатор для непрерывного литья, обеспечивающий равномерное охлаждение и рост корочки, регулирование температуры сортовых заготовок или слитков, подачу отлитых сортовых заготовок или слитков в линию прокатных клетей без дополнительного нагрева. Температурные условия в отливаемой заготовке или слитке как на поверхности, так и в сердцевине соответствуют 1150-1250°С. Для предотвращения термической перегрузки валков прокатных клетей линии прокатного стана предусмотрен регулирующий орган для регулирования притока расплава стали в кристаллизатор. Обеспечивается упрощение конфигурации установки и эксплуатация с меньшими издержками. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способу получения длинномерного стального проката согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к кристаллизатору для непрерывной разливки для указанного способа.

Известно, что заготовку, полученную при непрерывной разливке, разрезают на отдельные сортовые заготовки или слитки, охлаждают до комнатной температуры, а затем на прокатном стане при повторном нагреве прокатывают в стальной пруток, проволоку и в другой длинномерный стальной прокат.

Известно также, что отлитые сортовые заготовки (нагретые примерно до 600°С) помещают в печь для дополнительного нагрева перед последующей прокаткой.

Для экономии энергии и увеличения выхода с давних пор идет поиск решений относительно того, как можно было бы непосредственно соединить установку непрерывной разливки с линией клетей прокатного стана, предпочтительно литейный ручей с линией прокатки.

При этом основными проблемами являются различные пропускные способности, скорости и температуры, а также распределения температур (поверхность/центральная часть) непрерывно отливаемой заготовки на выходе установки непрерывной разливки и на входе в линию клетей прокатного стана.

Минимальная скорость подачи на входе в линию клетей прокатного стана, чтобы не перегружать валки термически в результате длительного контакта с прокатом, ни в коем случае не должна быть ниже 4,2 м/мин. Кроме того, сортовая заготовка на входе в линию клетей прокатного стана должна иметь температуру, соответствующую прокатке, как на поверхности, так и в сердцевине (1150-1250°С). В частности, температура поверхности должна быть распределена по возможности однородно.

Из ЕР-В1-0 761 327 известен способ, при котором к заготовке, полученной на установке непрерывной разливки, подводится устройство для поддержания температурного режима и предварительного нагрева, после чего заготовка, прежде чем она попадет в линию клетей прокатного стана, нагревается в последующем устройстве для выравнивания температуры и скоростного нагрева. При этом недостаток заключается в относительно высоких издержках на монтаж и эксплуатацию устройства дополнительного нагрева.

В основу настоящего изобретения положена задача предложить способ, обеспечивающий более простую конфигурацию установки и эксплуатацию с меньшими издержками.

Эта задача согласно изобретению решается с помощью способа с признаками пункта 1 формулы изобретения.

Предпочтительные усовершенствованные варианты способа согласно изобретению, а также предпочтительные кристаллизаторы для непрерывной разливки по способу являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Неожиданно обнаружилось, что при использовании кристаллизаторов для непрерывной разливки, известных из ЕР-В2-0 498 296, сортовые заготовки и слитки, полученные путем непрерывной разливки с высокой скоростью, могут подаваться в линию клетей прокатного стана непосредственно без дополнительного нагрева. Полость формы этих кристаллизаторов для непрерывной разливки на заливочном конце имеет по периметру ее поперечного сечения по меньшей мере два участка периметра, ограничивающих в виде выпуклостей соответствующее увеличение поперечного сечения полости формы относительно соответствующих участков периметра поперечного сечения полости формы на выпускном конце кристаллизатора для заготовки. Высоты дуг выпуклостей уменьшаются в направлении движения заготовки таким образом, что во время процесса разливки корочка заготовки, образующаяся в полости формы, при прохождении через кристаллизатор деформируется, и в результате обеспечиваются равномерное охлаждение и рост корочки, т.е. однородное распределение температуры по окружности заготовки, благодаря чему становится возможной высокая скорость непрерывной разливки, обеспечивающая непосредственную подачу заготовки в линию клетей прокатного стана. Температурные условия в заготовке на выходе из разливочной установки также соответствуют подаче в линию клетей прокатного стана, во всяком случае может быть предусмотрено регулирование температуры, однако ни в каком нагреве необходимости нет.

В настоящее время практически можно отливать четырехгранные заготовки в диапазоне 120-130 мм заготовки со скоростью около 6 м/мин. При формах поперечного сечения кристаллизатора согласно ЕР-В2-0 498 296 создается однородное распределение температуры по поверхности без холодных граней, которые в противном случае перед подачей в линию клетей прокатного стана пришлось бы нагревать индуктивно или с помощью газовых горелок. Одновременно у этой заготовки в значительной мере сохраняются преимущества квадратного поперечного сечения, получаемые при способе разливки, по сравнению с круглым поперечным сечением: более благоприятное соотношение поверхность/объем при одинаковом погонном весе.

В особенно предпочтительном варианте выполнения кристаллизатора для непрерывной разливки способом согласно изобретению периметр примерно круглого поперечного сечения полости формы с заливочной стороны разделен по меньшей мере на три по существу одинаковых по величине участка периметра, и каждый из этих участков формирует с заливочной стороны увеличение поперечного сечения полости формы в виде выпуклости. Высоты дуг выпуклостей на всех участках периметра уменьшаются в направлении движения заготовки по меньшей мере вдоль части длины полости формы.

В другом предпочтительном варианте выполнения кристаллизатора для непрерывной разливки способом согласно изобретению периметр многоугольного, предпочтительно четырехугольного, поперечного сечения полости формы с заливочной стороны содержит между всеми углами участки периметра с увеличениями поперечного сечения полости формы в виде выпуклостей, а высоты дуг выпуклостей уменьшаются на всех участках периметра в направлении движения заготовки по меньшей мере вдоль части длины полости формы.

Способ получения длинномерного стального проката согласно изобретению, при котором сортовые заготовки и слитки, полученные в кристаллизаторе для непрерывной разливки непосредственно - без дополнительного нагрева, подаются в линию клетей прокатного стана и там прокатываются в длинномерный прокат, обеспечивает простую конфигурацию установки, а также эксплуатацию с меньшими издержками.

Ниже изобретение более подробно поясняется со ссылкой на чертеж, на котором

фиг. 1 схематически изображает установку непрерывной разливки с линией клетей прокатного стана, работающую по способу согласно изобретению.

На фиг. 1 схематически изображено устройство самой по себе известной установки 10 непрерывной разливки с ковшом 1, промежуточным ковшом 2 (Tundish) и водоохлаждаемым кристаллизатором 3, а также с устройством 6 для изменения направления движения заготовки 5, которая с помощью роликов 6' вытягивается и изгибается по горизонтали. После этого заготовка 5 согласно изобретению подается непосредственно в линию 20 клетей прокатного стана, содержащую несколько клетей 21 прокатного стана с прокатными роликами 22, что более подробно не поясняется, поскольку такие линии 20 прокатных клетей, или прокатные станы, известны.

Полость 3' формы этого кристаллизатора 3 на заливочном конце по периметру поперечного сечения содержит по меньшей мере два участка, ограничивающих соответствующее увеличение поперечного сечения полости 3' формы относительно соответствующих участков периметра поперечного сечения полости формы на выпускном конце кристаллизатора для заготовки в виде выпуклостей, что более подробно не показано.

Скорость непрерывной разливки заготовки 5, чтобы не превысить допустимую длительность контакта между заготовкой и валками на входе в линию клетей прокатного стана и тем самым не сократить недопустимым образом срок их службы, составляет по меньшей мере 4,2 м/мин.

Температурные условия на выходе установки 10 непрерывной разливки для подачи в линию клетей прокатного стана адаптированы точно, чтобы прокатка заготовки могла осуществляться оптимальным образом. Однако на всякий случай может производиться пассивное выравнивание температуры без подачи энергии извне.

Поперечное сечение полости формы кристаллизатора для непрерывной разливки по существу сформировано для четырехугольной скругленной заготовки. Основой этой четырехугольной скругленной заготовки является квадрат или прямоугольник, причем, однако, по углам он имеет относительно большие радиусы. Со стороны выхода заготовки эти радиусы по углам предпочтительно составляют примерно 20-40 мм при длине, или ширине, поперечного сечения полости формы 120-180 мм.

У четырехугольной скругленной заготовки размером 120 мм могли бы быть, например, предусмотрены закругление угла около 25 мм, а также скорость непрерывной разливки по меньшей мере 5,2 м/мин, а у четырехугольной скругленной заготовки размером 180 мм - закругление угла около 40 мм, а также скорость непрерывной разливки по меньшей мере 4,2 м/мин соответственно.

На сливном отверстии 11 промежуточного ковша 2, находящегося над кристаллизатором 3, для точного регулирования потока расплава стали в кристаллизатор предусмотрен обычный регулирующий орган, предпочтительно, например, шиберный затвор 15. Регулирование высоты уровня расплава в кристаллизаторе 3 происходит в зависимости от скорости его подачи в первую прокатную клеть (так называемый режим «ведущий-ведомый»), для чего предусмотрены регулирующее устройство 13 и уровнемер 14. С помощью регулирования должен достигаться примерно постоянный уровень наполнения. Кроме того, для получения по возможности спокойной поверхности ванны в кристаллизаторе предпочтительно предусмотрена огнеупорная насадка, закрепленная на органе, регулирующем приток и выступающем в кристаллизатор.

Отлитые сортовые заготовки по существу образуют четырехугольные скругленные заготовки, а их закругление выбирается в соответствии с заготовкой таким образом, чтобы при достаточной скорости непрерывной разливки заготовка выпускалась с необходимым для прокатки распределением температуры и могла бы прокатываться непосредственно без какого-либо активного дополнительного нагрева, то есть отлитые заготовки подаются в линию прокатных клетей бесконечно без разделения на «штуки».

1. Способ получения длинномерного стального проката непрерывной разливкой стали в сортовые заготовки или слитки и последующей прокаткой этих сортовых заготовок или слитков в длинномерную продукцию, в частности сортовой прокат или проволоку, причем жидкую сталь разливают в кристаллизатор для непрерывного литья, отличающийся тем, что осуществляют регулирование температуры сортовых заготовок или слитков, так что температурные условия в отливаемой заготовке или слитке на выходе из разливочной установки соответствуют подаче в линию клетей прокатного стана, как на поверхности, так и в сердцевине на уровне 1150-1250°С, причем температура поверхности распределена по возможности однородно, при этом для регулирования температуры используют кристаллизатор непрерывной разливки, обеспечивающий равномерное охлаждение и рост корочки, при этом полость формы кристаллизатора на заливочном конце имеет по периметру ее поперечного сечения, по меньшей мере, два участка периметра, ограничивающих в виде выпуклостей соответствующее увеличение поперечного сечения полости формы относительно соответствующих участков периметра поперечного сечения полости формы на выпускном конце кристаллизатора для заготовки, при этом высоты дуг выпуклостей уменьшаются в направлении движения заготовки таким образом, что во время процесса разливки корочка заготовки, образующаяся в полости формы, при прохождении через кристаллизатор деформируется, отлитые сортовые заготовки или слитки подают в линию прокатных клетей, по существу, без дополнительного нагрева, при этом скорость непрерывной разливки составляет, по меньшей мере, 4,2 м/мин для предотвращения термической перегрузки валков прокатных клетей линии прокатного стана, используют регулирующий орган для регулирования притока расплава стали в кристаллизатор, посредством которого осуществляют регулирование высоты уровня расплава в кристаллизаторе в зависимости от скорости подачи в первую прокатную клеть линии прокатных клетей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отлитые сортовые заготовки, по существу, образуют в форме четырехугольной скругленной заготовки.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что закругление у четырехугольной скругленной заготовки в соответствии с заготовкой выбирают таким образом, чтобы при достаточной скорости непрерывной разливки заготовка выпускалась с необходимым для прокатки распределением температуры для прокатки непосредственно без какого-либо активного дополнительного нагрева.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отлитые сортовые заготовки, по существу, выполнены круглыми.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что регулирующий орган, предпочтительно шиберный затвор, предусмотрен на сливном отверстии промежуточного ковша, находящегося над кристаллизатором, для точного регулирования притока расплава стали в кристаллизатор.

6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что используют конструкционные стали общего назначения или арматурные стали.

7. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что используют качественную сталь.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к способу аустенитного проката изготовленной в процессе непрерывной отливки в установке непрерывного литья с толщиной отливки меньше 300 мм, предпочтительно с толщиной отливки меньше 150 мм черновой полосы с помощью стадий уменьшения толщины, по меньшей мере, в одном, образованном из нескольких следующих друг за другом прокатных клетей прокатном стане, в горячекатаную полосу с конечной толщиной прокатки между 0,5 и 15 мм и последующего поперечного разделения горячекатаной полосы с величиной рулона, соответственно, длиной рулона перед намоткой в устройстве накопления.

Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к области металлургии. .

Изобретение относится к устройству для удаления грата с разрезанной газовой резкой на мерные куски металлической заготовки строгальными инструментами, установленными в крепежном устройстве с возможностью перемещения каждого из них в поперечном направлении относительно металлической заготовки, и с приводным приводом для сообщения относительного движения подачи строгальным инструментам относительно разрезанной металлической заготовки.

Изобретение относится к роликовой проводке, в частности, для установки непрерывной разливки стальных слябов, содержащей несколько сегментов, которые поддерживают заготовку на двух противоположных сторонах с помощью опорных элементов, при этом опорные элементы расположены в нижней раме и верхней раме, за счет чего рамы предназначены для направления заготовки в направлении транспортировки.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к непрерывной разливке стали. .

Изобретение относится к изготовлению горячекатаных полуфабрикатов в совмещенной установке разливки и прокатки

Изобретение относится к способу восстановления поверхности непрерывно-литого сляба (1), в частности из стали, перед его прокаткой и устройству для его осуществления. Литой сляб (1) направляют через печь (2), подвергают операции удаления окалины. По меньшей мере на одном участке (3) печи (2) поверхность сляба (1) подвергают восстановлению тем, что на участке (3) печи (2) поддерживают атмосферу, которая состоит из инертного газа и водорода (Н2) или из чистого водорода. При этом в направлении (F) транспортировки перед и/или после по меньшей мере одного участка (3) печи (2) с восстановительной атмосферой расположен примыкающий участок (4) печи (2), в котором поверхность сляба (1) подвергают окислению. Технический результат заключается в уменьшении окалины на поверхности сляба. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии. Способ включает подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш и далее в кристаллизатор, вытягивание из кристаллизатора заготовки с переменой скоростью, охлаждение ее в зоне вторичного охлаждения с мягким обжатием в твердожидком состоянии посредством пар роликов. Скорость вытягивания заготовки определяют по формуле: V = ϕ ⋅ L K Δ T − 0.028 ϖ × h 2 , где: φ - безразмерный коэффициент толщины отливаемой заготовки, равный 540…730; LK - расстояние от мениска металла в кристаллизаторе до оси последнего ролика сегмента, в котором заканчивается мягкое обжатие заготовки, мм; ϖ - безразмерный коэффициент изотерм солидус, равный 0,96…0,98; h - половина толщины отливаемой заготовки, мм; ΔT - перегрев металла в промежуточном ковше над температурой ликвидус, °C. Обеспечивается повышение качества непрерывнолитой заготовки. 2 табл.

Изобретение может быть использовано при производстве мелкосортных прокатных профилей на металлургическом мини-заводе. Сталепрокатный комплекс включает сталеплавильный и прокатный участки. Сталеплавильный участок содержит дуговую сталеплавильную печь, установку внепечной обработки «печь-ковш» и радиальную машину непрерывного литья заготовок. Передаточный рольганг машины непрерывного литья заготовок введен в прокатный участок, содержащий печь для нагрева заготовок под прокатку, полунепрерывный прокатный стан, непрерывную группу клетей, установку ускоренного охлаждения проката, холодильник прокатного стана с подводящим рольгангом, неподвижным упором и отводящим рольгангом, ножницы для резки проката и устройство для формирования пачек готовой продукции. Печь для нагрева заготовок под прокатку расположена перпендикулярно оси прокатки прокатного стана и параллельно передаточному рольгангу. Отводящий рольганг установлен вдоль холодильника на противоположной стороне относительно подводящего рольганга и направлен противоположно относительно него. Повышается эффективность использования производственных площадей и эффективность производства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии. Жидкий металл подают в промежуточную кольцевую емкость, установленную в кольцевую полость вращающегося кристаллизатора, образованную двумя горизонтально сопряженными консольными валками с вогнутыми торцевыми поверхностями, с зонами формирования и раскатки слитка. Промежуточная кольцевая емкость состоит из двух частей в виде кольцевых вставок из теплоизолирующего материала. Через кольцевой канал-дозатор промежуточной кольцевой емкости, ширину которого изменяют перемещением вдоль оси вращения кристаллизатора нижней части емкости, металл подают в зону формирования кольцевого слитка под действием центробежных сил. Требуемый уровень жидкого металла hм в зоне формирования определяют по математическим зависимостям и поддерживают его во время разливки постоянным. Кристаллизующиеся участки кольцевого слитка направляют в зазор, образованный перемещением и поворотом одного консольного валка относительно другого. В зоне раскатки слиток обжимают до сваривания и раскатывают до получения заготовки требуемых размеров, и отделяют заготовку от кольцевого слитка. Обеспечивается повышение качества и точности размеров заготовки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 пр., 4 ил.

Изобретение относится к металлургии. Шаблон для центрирования валков имеет два продольных элемента (4), наружная поверхность которых сопрягается по форме с соответствующими участками внутренней стенки кристаллизатора. Первый участок шаблона расположен по всей длине кристаллизатора, а второй участок шаблона расположен снаружи кристаллизатора в зоне расположения валков. Внутри шаблона (1) расположена по меньшей мере одна воздушная камера (7, 7′), которая охватывает участок длины шаблона, расположенный по всей длине кристаллизатора. Воздушная камера выполнена с возможностью расширения, в результате чего вышеуказанные продольные элементы (4) контактируют с соответствующими участками внутренней стенки кристаллизатора. Центрирование валков у основания кристаллизатора осуществляют путем сближения валков до тех пор, пока не будет достигнуто положение контакта вышеуказанных валков (22) вдоль направляющей с продольными элементами (4). Обеспечивается быстрое и точное центрирование валков, не требующее высокой квалификации оператора. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к производству мелкосортного проката из металлолома в литейно-прокатных агрегатах. Жидкую сталь получают переплавкой металлолома в плавильной печи. Разливку стали производят во вращающийся с угловой скоростью 10-100 сек-1 водоохлаждаемый кольцевой кристаллизатор машины литья с получением исходной литой кольцевой заготовки, толщину и ширину сечения которой определяют предварительно. По окончании кристаллизации кольцевую заготовку при температуре 115-1250°C удаляют из кристаллизатора, не останавливая его вращение. В правильно-деформирующей машине заготовку разрезают на ножницах и разгибают на гидравлическом разгибе с величиной деформации изгиба поперечного сечения кольцевой заготовки не более 0,5-0,9%. Полученную заготовку С-образной формы правят в прямолинейную полосу между двух валков прокаткой в один проход. Величина относительного обжатия при этом составляет 12-15%. Полученную прямолинейную полосу задают в непрерывную группу прокатного стана и ведут прокатку с продольным разделением полосы с величиной суммарной вытяжки при прокатке 2,5-3,5 и получением на выходе из последней чистовой прокатной клети проката заданной длины. Обеспечивается формирование плотной мелкокристаллической структуры литой заготовки, а также снижение суммарной вытяжки при прокатке. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 пр.

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.

Способ обжатия непрерывнолитой сортовой заготовки в жидко-твердом состоянии относится к металлургии, а точнее - к обработке металлов давлением и может быть использован при деформировании непрерывнолитых заготовок и блюмов в жидко-твердом состоянии. Непрерывнолитая заготовка получает деформацию в зоне вероятного остаточного затвердевания, когда она находится в двухфазном состоянии в обжимных клетях, расположенных по длине заготовки в этой зоне в несколько этапов. На первом этапе заготовку последовательно циклично обжимают валками первой клети, установленными с эксцентриситетом, а потом ликвидируют начальный гребень валками второй клети, которые имеют эксцентриситет противоположного знака. На втором этапе обжимают образованные остаточные цикличные наплывы валками третьей и четвертой клети со степенью деформации, которая не меньше или равна разнице между высотой, деформированной на первом этапе заготовки по выступам и впадинам. Предложенный способ обеспечивает достижение технической задачи - повышения однородности деформации с целью снижения осевой пористости и ликвации и снижения числа трещин, что обеспечит повышение качества непрерывнолитых заготовок. 1 табл.
Наверх