Способ непрерывной разливки металлов

 

«i) 655466 (63j Дополнительное к авт. Свил-ву—

{22) Заявлено 160476(21) 2348920/02 с присоединением заявки И— (23) Приоритет

В 22 D 11/00

Гоеударстееиянй комитет

СССР по делам иаобретеиий н открытый

Опубликовано 0504.79 Бюллетень ЭЙ 13

Лата опубликования описания 0504,79 (5З) ygg 621.746. . 04.7 (OBS, 8) В.И.Лебедев, Д.П.Евтеев, P.A.Óðàçàåâ, B.M.Ïàðøèí, A.М.Поживанов, Н.Д.Карпов, Г,Я.Мухартов и Ю.Н,Марченко

Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина:

i(- с А (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам непрерывной разливки металлов.

Известен способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, регулирование удельных расходов воды на последовательно расположенных вдоль технологической оси участках зоны вторичного охлаждения в зависимости от скорости вытягивания слитка и определение температуры и положения отдельных элементов поверхности слитка вдоль технологической оси с помощью ЭВМ (1).

При таком способе непрерывной разливки металлов изменение удельных расходов воды в одинаковой степени по всей длине эоны вторичного охлаждения за время изменения скорости вытягивания приводит к возникновению в слитке значительных термических напряжений и браку слитков по трещинам. Это объясняется эначительнымн температурными градиентами, возникающими в корочке слитка при быстром изменении интенсивности охлаждения.

Кроме того, не учитывается положение конца жидкой фазы слитка при раэличных скоростях вытягивания, что также приводит к возникновению в слитке трещин.

Исследованиями ЦНИИЧермет установлено, что независимо от изменения скорости вытягивания каждый элемент поверхности слитка должен претерпеть за время полного затвердевания процесс охлаждения с интенсивностью, соответствующей скорости вытягивания, при которой укаэанный элемент поверхности слитка находился в кристаллиэаторе. Кроме того, при изменении скорости вытягивания необходимо перераспределять интенсивность охлаждения вдоль зоны вторичного охлаждения в течение времени изменения скорости вытягивания слитка.

Цель изобретения — улучшение качества слитков.

Для этого в процессе разливки при изменении скорости вытягивания на участках эоны вторичного охлаждения устанавливают промежуточные значения удельных расходов, при увеличении скорости вытягивания на каждом последующем участке устанавливают удельные расходы воды предыдущего участка, оставляя время охлаждения слитка прежним, и увеличивают число

6554 66 4 работающих участков, при уменьшении скорости, вытягивания слитка на каждом предыдущем участке устанавливают удельные расходы воды последующего участка, оставляя время охлаждения слитка прежним, и уменьшают число работающих участков, а промежуточные удельные расходы переключают на удельные расходы, соответствующие измененной скорости вытягивания, через время, необходимое для про.хождения элементом поверхности )о слитка от мениска металла в кристаллиэаторе до уровня, соответствующего

0,1-0,3 п-ro участка эоны вторичного охлаждения„ Кроме того, при увеличении скорости .вытягивания слитка 25 величину увеличения длины участка зоны вториччого охлаждения определяют из соотношения: (») V

Ч2 е,, Мъ-» =((— — — "— -) Ча.

Ч

Охлаждение поверхности слитка по укаэанной закономерности при изменении скорости вытягивания не вызывает в его оболочке недопустимых значений термических напряжений, отсутствует резкое изменение температурных градиентов по сечению слитка.

Затвердевание слитка происходит без образования внутренних и наружных трещин ввиду плавного изменения удельных расходов воды.. 45

Ниже Дан пример осуществления способа, не исключающий других вариантов в пределах формулы изобретения.

В процессе разливки в кристал- 50 лиэатор длиной 1200 мм разливают сталь марки 3 сп и вытягивают.из него слиток сечением 250-1600 мм со скоростью 0,6 м/мин. Уровень металла в кристаллизаторе поддерживает- 55 ся на расстоянии 200 мм от его верхнего торца. Вся длина зоны вторичного охлаждения разбита на 7 участков, из которых 6 работают при скорости 0,6 м/мин, Длины участков составляют соответственно, м: 1,2, 2,0, 1,65, 2,65, 1,8 и 3,52. B первых шести участках устанавливают следующие удельные расходы воды,м/м ч:4,0, 3,3, 3,0, 2,8, 2,6 и 2,5. При скорости вытягивания 0,6 м/мин слитка где ЛВл-» длина предыдущего участка зоны вторичного охлаждения;

V< - начальная скорость вытяги вания слитка;

Vg — конечная скорость вытягивания слитка, а при уменьшении скорости вытягивания слитка величину уменьшения длины Зп участка зоны вторичного охлаждения определяют из соотношения: толщиной 250 мм длина жидкой фазы составляет 12, / м..

При таком режиме вторичного охлаждения значения термических напряжений в корочке слитка лежат в пределах допустимых. Условия кристаллизации обеспечивают получение непрерывных слитков оптимального качества

Удельные расходы воды обеспечивают необходимый теплоотвод от слитка в зоне вторичного охлаждения.

При увеличении скорости вытягивания слитка с 0,6 до 0,8 м/мин (или на ЗЗЪ} перераспределяют удельные расходы воды по участкам, устанавливая в них промежуточные значения, При выходе из кристаллизатора со скоростью V» =0,6 м/мин элемент поверхности слитка проходит длину участка В) = 2.,2 м за время Т., равное t» = В / V =1, 2/О, 6 2 мин, охлаждаясь водой при удельном расходе ее g -4,0 мэ/(м ч).

При увеличении скорости вытягивания слитка с V» =0,6 м/мин до

Ча =0,8 м/мин длина жидкой фазы увеличивается до 1/,0 м, и время прохождения элемента поверхности слитка по длине первого участка становится меньше и равным Ъэ (»/Ч9 =

=1,2/0,8 .1,5 мин.

Для оптимального охлаждениЕ слит -. ка необходимо, чтобы элемент поверхности слитка охлаждался с интенсивностью д» =4,0 мз/м ° ч в течение того же времени =2 мин при большей скорости V<=.0,8 м/мин. Поэтому на 2-м участке длиной E = 2,0 м устанавливают интенсивность вторичного охлаждения с удельными расходами воды, равными + — 4,0 мз/м ч на длине h E<, составляющей часть длины 2-ro участка и равной

hler =(->g) Yn=(— — 1-) Чй =-0,4 и, е е

v>

На оставшейся длине 2- r"o участка, равной 1,6 м, оставляют прежние удельные расходы воды, равные

g » 3,3 мз/(м ч) .

На всех остальных участках, в которых до изменения скорости вытягивания слитка с V до V интенсивность охлаждения составляла

g, где и - номер участка, начиная от кристаллизатора, увеличвают интенсивность охлаждения до значения g„ < на длине участка n: оставляя общее время охлаждения слитка с интенсивностью g прежним и равным тп — Enj(Ч4 ) .

Таким образом, после увеличения скорости вытягивания слитка до

0,8 м/мин на шести участках устанав655". 66 значения удельт/ (м q) на и /(м.ч) г и",/ (и ч) м (M ч м /(мг ч)

Зт.

v„ / (И.т;) мз / (...гтч) тт тт т i27, ЬП тт

Н 3 на

»а

»а на мз /(мг.-ч) на и /(и ч) на и /(и ч) э/(и u) 20 длине 1,2 м.

60 ливают промежуточные ных расходов, равные:

1 участок с, = 4,0 длине Р = 1,2 м;

2 участок g = 4,0 длине И = 0,4 и; (2=- 3, 3 длине 1,6 м;.

3 участок сг =- 3, 3 длине Л12 = 0,64 и,"

9,=т 3,0 длине 1,01 и;

4 участок gs=- 3,0 длине ЛЕ4 = О, 56 м; Зл= 2,8 длине 1, 09

5 участок g =- 2,8 длине APE = 0 56 м; длине .,09 и; б участок g = 2, б длкнеЛИ вЂ” 0,6 му

g<= 2,5

При этом подключают часть длины

7-oro участка длиной т= 3,52 м на длине Д Р = 0,6 и, и на ней устанавливают удельные расходы воды, равные 96 — 2,5 мЗ/ (м * ч) .

Всю длину и-ого участка переключают с промежуточных удельных расходов на расходы, соответствующие скорости вытягивания V2 = 0,8 и/мкн, через время, необходимое для прохождения элементом поверхности слит Ia от мениска металла в крксталлиэ»ITope до уровня, соответствующего

0,1-0,3 и-ого участка зоны вторичного охлаждения.

Время, через которое производят переключение удельных расходов воды

10 с промежуточных на соответствующие скорости вытягивания =0,8 м/мин, составляет, мин: 1 участок — 1,15;

2 и Зт75; 3 и 5т2т 4 A 7т25

5-й — 9,35; 6-й — 11,8; 7-й — 16,2.

Через укаэанные значения времени 45 на каждом участке устанавливают следующие удельные расходы, соответ° ствующие скорости вытягивания

=0,8 м/мин; 1-й участок — g, = 4,3;

2-й — g = 3,5; 3-й-g = 3,2; 4-й- 80

3,0; 5-A-gg= 2,8; б-й g = 2,7;

7-й-д, - 2, 5 мЗ/ (и ° ч) .

После участков зоны вторичного охлаждения поверхность слитка охлаждают на воздухе. 55

Для своевременного изменения удельных расходов воды по длине участков используют электронно-вычислительную машину, которая вычисляет мес-.ополо.жейие отдельных участков непрерывного слитка вдоль технологической оск и выдает соответствующие команды для исполнительных механизмов.

При уменьшении скорости вытягивания слитка с О,б м/мин до Ч =0,5 м/мкн на участках, предыдущих (п-1), уменьшают дл;н-;,. на которой производят

О Х Л а жл Е» I:, Е т " 3т Н Т Е Н С И В Н О С т Ь Ю Я тт на величину, определяемую из соотйот..ге т-:.кя: оста-л .. .--.тс.::-.-=-=. время охлаждения слитка с»!!теттсквно..тью gh. 1 прежним, и о"клю- а:с:. »еобходкмое количество

IIQcëåë»Ii участков в соответствии с умень.::енной длиной жидкой фазы слк:к:-,, .;л..:на ;.::тттдкой фазы слитка ттРН =YDPo!=TH BLITßã»IIàíèß,) =0,5 м/мин

c0cTBHляет )О,э

Пос-.,=" уг. .еньтшенкя скорости вытяги ани :л»тка до 0,5 м/мин на участках устанавливают промежуточные значе»кя удельн:- pàñõoäoâ, равные: тт у:.-=„.:."ток д =- 4 0 и / (и .ч )

2 длитi е ; 0-"

3, м /(м ч) на

У .та с-от т.т» = 3, 3,„ / < M . I ) ,т ине, 3.

1 ".. cl / -. аз= 3,0 м /(мг.ч) на ттлкне ы(д, —. 0 6 1 г

3;тча то" ст =- 3 0 w 3/ (и .ч) длине 0, 77

9,,= 2, 8 мэ/(и -ч) на длине Л) з = О, 88 и;

4 у" =сток <, =. 2, 8 и /(и ч) на

gq =- 2,6 тл /(P-ч) на дт1и т. e 4 (." — 1 т .т °

5 у-..асток:т =- 2, 6 и / (м -ч) на

JJIкне 0 т 35

2,,5 и / (и ч) на т т т.Jið - - = тт,т - — т - -l y

Участок б отключают при таком измеНЯ»тiii ЕКОРО - "ii ВЫТЯ1 ИваНКЯ СЛИтКа °

Вре. .;,, через которое производят переключение удельных расходов воды с промежу=очных на соответствующие

СКО ОСTН ЬЬ- НГ тва»кя т, 2 = С, 5 и/МИН, составляет соответственно, мин;

1 — и "асток — 1,82;. 2-й — 2,2;

3-й — 5, 3,. - -й — 7, 3; 5-й — 9, 35.

Через у:: — э а».- .-.е значения времени н а к а гх. o M y ч а с т к е у с т а н а H л H B а ю т следующие удельные расходы воды, соответствующие скорости вытягивания cJ! ..!тка т/ = С, 5 и/мин, м- /(м - ч): /

1-Р У= -"c тT- . — а =3, 7; 2-й — go 3, 1

":3 1 " 4 т -й -- - =2 8 4-й — " =2 б 5-й 5

П редда гае :ьтй режим вторичного охлажде»ия .—.- -:- изменении скорости ьытягква:к : слитка не вызывает в его обо: †.î÷êå недопустимых значений термических напряжений„ исключает трезкое изменение температурных градиентов по сечению слитков. Затвердеьан= å "слитка происходит без образования внутренних и поверхностных трещкн, Качество слитков I,oâûøàåòcÿ на 2-3=:, брак слитков по трещинам снижается на 1/3. Экономический эффект

Формула изобретения

Составитель В.Битков

Техред В„чужик КорректорЛ.Веселовская

Редактор K.Ðîæêoâà

Заказ 1407/7 Тираж 944 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и Открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ппп патент, г.ужгород, ул. проектная, 4

7 6554 от применения предлагаемого способа непрерывной разливки в условиях

Новолипецкого металлургического завода при производстве 4 млн.т слитков в год составит 120 тыс.руб.

1; Способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из 10 него слитка с переменной скоростью, регулирование удельных расходов воды на последовательно расположенных вдоль. технологической оси участках зоны вторичного охлаждения s зависимости от скорости вытягива.ния слитка, определение температуры и положения отдельных элементов поверхности слитка вдоль технологической оси с помощью ЭВМ, о т л и ч.а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества, слитков, в процессе разливки при изменении скорости вытягивания на участках зоны вторичного охлаждения устанавливают промежуточные значейия удельных расходов, при увели« чении скорости вытягивания на каждок последующем участке устанавливают удельные расходы воды предыдущего участка, не изменяя времени охлажде ния слитка, и увеличивают число работающих участков, при уменьшении скорости вытягивания слитка на каждом предыдущем участке устанавливают удельные расходы воды последующего участка, не изменяя времени охлажде- 35

66 8 ния слитка, и уменьшают число работающих участков, а промежуточные удельные расходы переключают на удельные расходы, соответствующие измененной скорости вытягивания, через время, необходимое для прохождения элементом поверхности слитка от мениска металла в кристаллизаторе до уровня, соответствующего 0,1-0,3 и-го участка зоны вторичного охлаждения.

2. Способ непрерывной разливки металлов по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что при увеличении скорости вытягивания- слитка величину увеличения длины участка эоны вторичного охлаждения определяют иэ соотношения: ле„= < — "=

Yq где Яв - длина предыдущего участка зоны вторичного охлаждения;

Ч вЂ” начальная скорость вытягивания слитка;

Vg - конечная скорость вытягивания слитка, а при уменьшении скорости вытягивания слитка величину уменьшения длинЦ участка зоны вторичного охлаждения определяют из соотношения:

И 4 (Iv2 ° е„„е„, Yg

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 16721,кл.ll В О, 1968.