Способ непрерывного литья заготовок

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 относится к области металлургии, в частности к непрерывному литью заготовок с мягким обжатием в твердожидком состоянии посредством пар роликов.

Известен способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный и далее в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки с заданной скоростью, охлаждением ее в зоне вторичного охлаждения с обжатием заготовки в твердожидком состоянии роликами. При этом скорость вытягивания по отношению к разливке без обжатия увеличивается, а обжатие осуществляют парами роликов в тянуще-обжимной клети, при этом определяют температуру поверхности и протяженность жидкой фазы заготовки, а давление в гидроцилиндрах для каждой пары роликов тянуще-обжимной клети устанавливают в зависимости от скорости вытягивания, температуры поверхности заготовки и марки разливаемой стали /RU 2226138, B22D 11/12/.

Недостатком этого способа является невозможность достижения необходимой скорости обжатия отливаемой заготовки из-за короткой протяженности зоны "мягкого обжатия" в тянущей клети на 4 парах роликов. Кроме того, указанный способ ориентирован на конкретную МНЛЗ и узкий скоростной диапазон разливки, что существенно ограничивает область его применения.

Наиболее близким по технической сущности и выбранный в качестве прототипа является способ непрерывного, литья заготовок, который включающий подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный и далее в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки с заданной скоростью и охлаждение заготовки в зоне вторичного охлаждения с мягким обжатием в твердожидком состоянии посредством пар роликов, при этом обжатие заготовки в каждой паре роликов осуществляют по зависимости

ΔUSR =k1k2ΔυSR при относительном содержании жидкой фазы fL в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,25≤fL≤0,75,

где k1=1.5-5.5 - коэффициент, учитывающий поперечное деформирование материала в двухфазной зоне при обжатии и зависящий от относительного содержания жидкой фазы в центральной зоне заготовки;

k2=2.2-4.1 - коэффициент, учитывающий деформирование затвердевшей корочки заготовки и зависящий от отношения размера двухфазной зоны в соответствующей роликовой паре к толщине заготовки;

ΔυSR - полная усадка заготовки при затвердевании металла в соответствующей роликовой паре, мм. RU 2269395, B22D 11/12.

Недостатками данного способа является то, что в нем не учитывается расположение и поддержание диапазона с относительным содержанием жидкой фазы в двухфазной зоне в центре заготовки соотносительно конца зоны обжатия, а также осуществление мягкого обжатия заготовки на всем протяжении процесса разливки без учета расположении эффективного интервала обжатия относительно самой зоны обжатия с изменением температуры перегрева металла над температурой ликвидус, при разливке слябов разной толщины, что приведет к образованию внутренних трещин или образованию в центральной зоне рыхлости и химической неоднородности, что ухудшит качество непрерывнолитой заготовки.

Технический результат от использования данного изобретения заключается в повышении качества непрерывнолитой заготовки.

Указанный технический эффект достигается тем, что способ непрерывного литья заготовок включает в себя 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, согласно изобретению скорость вытягивания заготовки определяется 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; ΔT - перегрев металла над температурой ликвидус, °C.

Сущностью предлагаемого способа заключается в поддержания двухфазной зоны в оптимальном диапазоне относительно длины зоны обжатия, что позволяет создать необходимое ферростатическое давления на фронте кристаллизации и эффективно произвести заполнение образовывающихся усадочных пустот (пор) жидким расплавом на участке заключительной кристаллизации заготовки.

Диапазон значений безразмерный коэффициент толщины отливаемой заготовки, равный 540…730, объясняется теплофизическими закономерностями кристаллизации отливаемой заготовки. При значениях коэффициента φ меньше 540 разливка металла будет производиться на низких скоростях вытягивания заготовки, что приведет к переохлаждению заготовки в зоне вторичного охлаждения и образованию грубых поверхностных трещины, что ухудшит качество отливаемой заготовки. При значениях коэффициента более 730 разливка металла будет производиться на повышенных скоростях вытягивания заготовки, из-за чего корочка заготовки на выходе из кристаллизатора не будет обладать необходимой толщиной и прочностью, в результате чего будут образовываться горячие трещин, что ухудшит качество заготовки и может привести к возникновению аварийных ситуаций, в частности к прорыву корочки формирующейся заготовки под кристаллизатором.

Диапазон значений безразмерного коэффициента изотерм солидус ϖ, равный 0,96…0,98, объясняется гидродинамическими процессами протекающими в двухфазной зоне и ее проницаемостью. При значениях коэффициента менее 0,96 будет происходить позднее обжатие заготовки, которое не обеспечит необходимую интенсивность сближения фронтов кристаллизации для создания давления в двухфазной зоне, позволяющего преодолеть сопротивление со стороны кристаллической структуры, вследствие чего будет увеличиваться концентрация пор, что ухудшит качество макроструктуры заготовки по дефектам «Осевая рыхлость» и «Осевая химическая неоднородность». При значениях коэффициента более 0,98 будет происходить раннее обжатие заготовки и из-за возникновения пластических деформаций на фронте кристаллизации будут образовываться внутренние трещины, что ухудшит качество макроструктуры отливаемой заготовки.

Заявляемый способ непрерывного литья заготовок был опробован при разливке стали на одноручьевой слябовой МНЛЗ криволинейного типа. На горизонтальном участке роликового полотна в двух сегментах, состоящих из семи пар роликов каждый, производили мягкое обжатие заготовки, которое ввиду конструктивной особенности МНЛЗ может заканчиваться на 24,5 м, 26,7 м и 29,2 м ее металлургической длины. В процессе непрерывного литья заготовок толщиной 300 мм из стали марки 09Г2С перегрев температуры металла над температурой ликвидус в промежуточном ковше изменялся в пределах 18…31°C. Скорость вытягивания заготовки изменяли согласно приведенной выше формуле. Используемые параметры представлены в таблице 1.

В процессе непрерывного литья заготовок толщиной 250 мм из стали марки К52 перегрев температуры металла над температурой ликвидус в промежуточном ковше изменялся в пределах 14…29°C. Скорость вытягивания заготовки изменяли согласно приведенной выше формуле. Используемые параметры представлены в таблице 2.

Таблица 1
Параметр безразмерный коэффициент толщины отливаемой заготовки безразмерный коэффициент изотерм солидус расстояние от мениска металла в кристаллизаторе до оси последнего ролика сегмента, в котором заканчивается мягкое обжатие перегрев металла над температурой ликвидус скорость вытягивания заготовки
Обозначение φ ϖ Lк ΔT V
Единицы измерения - - м °C м/мин
Значение 667 0,975 29.2 18 0,82
667 0,975 29,2 22 0,81
667 0,975 26,7 27 0,74
667 0,975 26,7 31 0,73
Таблица 2
Параметр безразмерный коэффициент толщины отливаемой заготовки безразмерный коэффициент изотерм солидус расстояние от мениска металла в кристаллизаторе до оси последнего ролика сегмента, в котором заканчивается мягкое обжатие перегрев металла над температурой ликвидус скорость вытягивания заготовки
Обозначение φ ϖ Lк ΔT V
Единицы - - м °C м/мин
измерения
601 0,97 29,2 14 1,08
Значение 601 0,97 29,2 18 1,07
601 0,97 26,7 22 0,97
601 0,97 24,2 29 0,87

Способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш и далее в кристаллизатор, вытягивание из кристаллизатора заготовки с переменной скоростью, охлаждение ее в зоне вторичного охлаждения с мягким обжатием в твердожидком состоянии посредством пар роликов, отличающийся тем, что 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 над температурой ликвидус, °C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу восстановления поверхности непрерывно-литого сляба (1), в частности из стали, перед его прокаткой и устройству для его осуществления.

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

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 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.

Настоящее изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью заготовок. В направляющем ручье машины непрерывного литья заготовок направляющий сегмент (1) имеет верхнюю раму (3) и нижнюю раму (4), соединенные друг с другом разъемно. Направляющие валки (5, 6, 7) ручья соединены каждый с верхней рамой (3) и нижней рамой (4). По меньшей мере два последовательно расположенных направляющих валка (6) ручья могут индивидуально устанавливаться относительно ручья. Для каждого направляющего валка (6) предусмотрены держатель (8), по меньшей мере одно перестановочное устройство (9) для смещения держателя (8) валка в направлении (10) установки поперек направления (2) вытягивания заготовки, и одна расположенная поперек направления (2) вытягивания заготовки поперечина (11). Поперечина (11) соединена разъемно с верхней или нижней рамой (3, 4), а перестановочное устройство (9) соединено шарнирным соединением с одной стороны с поперечиной (11), а с другой стороны - с держателем (8) валка. Индивидуально смещаемый направляющий валок (6) ручья с возможностью вращения оперт на держатель (8) валка. Упрощается техническое обслуживание направляющего сегмента. 2 н. и 13 з.п.ф-лы, 4 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 области металлургии. Для расширения технологических возможностей при производстве проката используют демонтированные магистральные трубы диаметром 540÷1420 мм, из которых нарезают кольцевые заготовки. Из кольцевой заготовки нарезают промежуточную заготовку C-образной формы и правят её в правильно-деформирующей машине вхолодную, затем полученную прямолинейную полосу нагревают в проходном нагревателе со скоростью 80÷120°C/сек до температуры ≤950°C, прокатывают полосу в прокат при температуре окончания прокатки 870÷920°C. Полученный сортовой прокат ускоренно охлаждают до 340÷470°C, затем прокат охлаждают на воздухе со скоростью 5÷10°C/мин. Кроме того, из трубы в продольном направлении нарезают полосовую заготовку, длину которой Lтр определять из выражения:Lтр=Lпр/λΣ+Lобр, где Lпр - заданная длина проката, 6,0÷11,7 м, λΣ - суммарная вытяжка при прокатке, 1,5÷3,5, Lобр - длина концевой обрези, 0,15÷0,35 м. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 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: Vϕ⋅LKΔT−0.028ϖ×h2, 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.

Наверх