Способ непрерывной разливки металла

 

О Д;.И С А "И И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<о685416

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ант. саид-ву (22) Заявлено 310377(2 ) 2467793/2"-02 (5t„ М. ((л, с присоединением заявки Hо—

Государственный иомитет

СССР ио делам изобретений н открытий (23) Прмормтет—

Опубликовано 150979. Бюллетень М 3,; (5;=> 9, и ,; 7, : ",„-„" ) Дата опубликования описания 2009.79 (72) Авторы

ИЗОбрЕТФНИя В,И. ЛебеДев, Д,П. Евтеев и В.И. УманеЦ

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии

71 Заявитель им. И.П, Бардина (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к металлургии ., 1ожет быть использовано при непр:::ывной разливке металлов, в частности стали.

Известен способ непрерывной разливки металлов, включающий заливку металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, регулируемое охлаждение водой в зависимости от скорости вытягивания, подаваемой на слиток вдоль технологической оси через форсуночные секции. В начале процесса разливки ЭВМ выдает заданные значения расходов воды по форсуночным секциям в зависимости от химического состава металла, площади поперечного сечения слитка и требуемой скорости вытягивания, которые затем в процессе разливки дискретно изменяют в зависимости от скорости вытягивания и от продолжительности перемещения условных отрезков слитка от кристаллизатора до соответствующей форсуночной секции (1).

Наиболее близким техническим решением и описываемому, изобретению являе. †.ся способ непрерывной разливки ме;".::.илов, включающий заливку металла в кристаллиэатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, регулируемое охлаждение водой

B зависимости от скорости вытягивания, причем вода подается на слиток вдоль технологической оси через форсуночные секции. При этом удельные расходы воды изменяют при изменении

)p скорости вытягивания во всех форсуночных секциях на величину, прямо пропорциональную разности скоростей вытягивания слитка в течение всего времени полного затвердевания слитка (2) .

Недостаток известных способов возникновение термических напряжений в корочке слитка и образование

20 трещин .

Целью изобретения является улучшение качества слитков.

Цель достигается тем, что время, в течение которого регулируют рас25 ходы воды при иэме нении скорости вытягивания, устанавливают переменным по длине охлаждаемой поверхности слитка, при этом максимальное время задают на участке с концом жидкой фазы, соответствующим меньшая иэ

685416

50 двух текущих скоростей, и определяют по зависимости е

Q вэ— / f где Š— длина жидкой фазы при меньшей скорости вытягивания;

V(— меньшая скорость вытягивания; на участках, расположенных выше укаэанного, время от(ределяют по заниси лости; е, C= —

v где Е(— расстояние от мениска металла в кристаллиэаторе до середины участка; новая скорость вытягивания; на участках, расположенных ниже указанного, при уменьшении скорости вытягивания время определяют о зависимости:

v-v (2 где Н вЂ” расстояние от середины участка до конца жидкой фазы при большей скорости вытягивания;

V(Vz — текущие скорости вытягивания; при увеличении же скорости вытягивания — по зависимости: б ье-s

V2 Уз -Vl где л2 — разница длин жидкой фазы.

Улучшение качества слитков будет происходить потому, что при изменении скорости вытягивания выдерживаются оптимальные условия эатвердевания, ликвидируются участки с местным разогревом и переохлаждением, не нарушается стабильность процесса кристаллизации слитка вдоль технологической оси установки.

На фиг. 1 показана установка непрерывной разливки металлов, продольный разрез; на фиг. 2 — график изменения во времени фронта кристаллизации и положения конца жидкой фазы при уменьшении скорости вытягинания слитка; на фиг. 3 — то же, при увеличении скорости вытягивания слитка.

Установка непрерывной разливки металлов состоит из кристаллиэатора 1, форсуночных секций 2, соответствующих участкам зоны вторичного охлаждения, тянущих валков 3; позиции 4 и 5 — положение фронтов кристаллизации; б и 7 — концы жидкой фазы при различных скоростях вытягивания; 8 и 9 — линии изменения положения фронта кристаллизации и конца жидкой фазы соответственно; 10 непрерывнолитой слиток; 11 — мениск металла в кристаллиэаторе 1.

Способ непрерывной разливки металлов осуществляют следующим образом.

В кристаллизатор 1 сечением 250х х170 мм разливают сталь марки Зсп, и иэ него при помощи валков 3 вытягивают слиток 10 со скоростью v

0,8 м/мин, Этой скорости соответствует положение 5 фронта кристаллизации и конец 7 жидкой фазы, который находится на расстоянии 16 м от мениска 11 металла, В зоне вторичного охлаждения слиток охлаждают водой, распыливаемой форсунками, сгруппированными н пять участков (или форсуночных секций) длиной 3,0 м каждый. На участках эоны вторичного охлаждения устанавливают расходы воды 12,.0; 10,0; 6,0; 4,0 и 2,0 мз/ч.

Полное время затнерденания слитка толщиной 250 мм составляет 20 мин.

Расстояние or мениска 11 металла до нижнего торца кристаллизатора 1 равно 1 м, При уменьшении скорости вытягивания слитка с 0,8 до 0,4 м/мин глубина жидкой фазы уменьшается с

16 до 8 м, а фронт кристаллизации перемещается из положения 5 в положение 4.

На фиг. 2 показан график указанных изменений в зависимости от времени т.. Линия 8 характеризует вре- мя выхода фронта кристаллизации в положение 4 по высоте зоны вторичного охлаждения в зависимости от времени с . Линия 9 характеризует время подъема конца жидкой фазы иэ положения 7 в положение б в зависимости от времени или время отключения участков 4 и 5, Иэ этого графика видно, что время, н течение которого необходимо уменьшить расходы воды на каждом участке после уменьшения скорости вытягивания, переменно по длине слитка.

При уменьшении скорости вытягива- ния с 0,8 до 0,4 м/мин уменьшают расход на каждом участке равномерно от прежних значений до новых, соответствующих новой скорости нытягивания

vz 0,4 м/мин. На первых трех участках расходы воды уменьшают до значений 8,0; 4,5 и 2,0 мз/ч соответственно, При этом время уменьшения расходов воды на первом участке устанавливают равным отношению расстояния его середины or мениска металла

Е(2,5 м к новой скорости вытягивания v 0,4 м/мин: е(2,5 — = С = — = 6 25 мин.

v2 (Д,4

Для второго участка то же отношение будет ранно:

5,5 у 2 дд 13,75 мин, Для третьего участка уменьшение расходов воды производят в течение максимального времени, так как на длине этого участка находится конец б жидкой фазы длиной 8 м, соответ685416 что соответствует времени полного 5 затвердевания слитка, Для четвертого участка время уменьшения расходов воды устанавливают равным отношению расстояния от его середины до конца 7 жидкой фазы, что соответствует начальной скорости вы тягивания v 0,8 м/мин, к разнице чачальной и конечной скоростей вытягивания: — С = — — = 3,75 мин, S< 45

08-0,4 при этом на четвертом и пятом участках расходы воды уменьшают от начальных значений до нуля или отключают, так как при новой скорости вытягивания конец 7 жидкой фазы выходит иэ этих секций.

Таким образом, при уменьшении скорости вытягивания увеличивают время уменьшения расходов воды на каждом участке от минимального значения от нижнего торца кристаллизатора и от конца жидкой фазы, соответствующей начальной скорости вытягивания, н направлении к концу жидкой фазы соответствующему новой скорос ти вытягивания. При этом максимальное время уменьшения расходов воды устанавливают на участке, в кото- ром находится конец жидкой фазы, соответствующий новой скорости вытягивания. На участках, расположенных выше этого участка, время уменьшения расходов воды устанавливают равным отношению расстояния их середины от мениска металла к значению новой скорости вытягивания. На участках, расположенных ниже того же уровня, время уменьшения расходов воды устанавлинают равным отношению расстояния их середин от конца жидкой фазы, соответствующего начальной скорости вытягивания, к разнице начальной и новой скоростей вытягивания.

При увеличении скорости вытягивания с ч, 0,4 м/мин до ч 0,8 м/мин увеличивают расходы водй на каждом участке равномерно от прежних значений до новых, соответствующих новой скорости вытягивания ч 0,8 м/мин.

На всех пяти участках расходы воды увеличивают до значений 12,0; 10,0;

6,0; 4,0 и 2,0 м3/ч соответственно.

В этом случае глубина жидкой фазы увеличивается с 8 до 16 м, а фронт ,кристаллизации перемещается из поло жения 4 в положение 5.

На фиг. 3 показан график указанных изменений в зависимости от времени Y . Линия 8 характеризуе-. вре- мя выхода фронта кристаллизации в поДля второго и третьего участков то же отношение будет равно соответ 0 ственно:.

5,5 — — 6, 875 мин; ч- 2 08 з», М

25 3 08 = 10,625 мин °

3 0,8

Время, через которое эаканчинают увеличение расходов воды в четверТоМ участке, устанавливают равным: — = Г - — 14,375 мин. чр 4 О8

Время, через которое заканчивают увеличение расходов воды н пятом участке, устанавливают равным вреЗ5 мени полного затвердевания слитка или 20 мин, так как на длине этого участка находится конец 7 жидкой

Фазы длиной 16 м, соответствующий новой скорости вытягивания

= V 0,8 м/мин.В этом случае 16 м.

40 — 20 мин, э Qg что соответствует времени полного затвердевания слитка.

Однако полученные значения времени окончания увеличения расходов воды на четвертом и пятом участках уменьшают на время, необходимое для выхода конца жидкой фазы на середи50 ну этих участков. Указанные величины определяют из соотношения:

S Г =

2. где S — расстояние от конца 6 жидкой

55 фазы до середины соответствующего участка.

Таким образом, 3,5 а 75 ммн;

ОЬ- Q,g

16, 25 мин.

Б.Н

5 OS-Q .

Увеличение расходов ноды на четвертом и пятом участках начинают со времени выхода конца жидкой фазы на ствующий новой скорости вытягивания

v 0,4 м/мин. В этом случае 1 8,0 м. — = = — =20 мин е ь

V 3 04 ложение 5 по высоте зоны вторичного охлаждения в зависимости от ь-ремени Г, Линия 9 характеризует время опускания конца жидкой фазы из положения 6 н положение 7 или время вкmoчения четвертого и пятого участков в зависимости от времени. Иэ графика видно, что время увеличения расходов воды в каждом участке после увеличения скорости вытягивания различно.

В первом участке время увеличения расходов ноды устанавливают равным отношению расстояния его середины от мениска металла Г, 2,5 м к новой

1 скорости вытягивания vz 0,8 м/мин: — 3 125 мин.

2,S ч =086854)6 середину длин этих участков или че реэ времяь Г48,75 мин и л Г 16,25 мин после увеличения скоростй вытягивания слитка. Таким образом, расходы воды на таких участках увеличивают за время Г М4,375-8,"lS= 5,626 мин;

2 =20-16,25= 3,75 мин.

При увеличении скорости вытягива- 1О ния увеличивают время увеличения рас-ходов воды на каждом участке от минимального значения от нижнего торца кристаллиэатора и от конца жидкой фазы, соответствующего конечной )Я скорости вытягивания, в направлении к концу жидкой лунки, ссстветствующей начальной скорости вытягивания.

При этом максимальное время увеличения расходов воды устанавливают 2О на участках, на которых находится конец жидкой фазы, соответствующий начальной скорости вытягивания. На участках, расположенных выше этого участка, время увеличения расходов воды устанавливают равным отношению расстояния их середины от мениска металла к значению новой. скорости вытягивания. На участках, расположенных чиже того же уровня, время увеличения расходов воды устанавливают равным эна- ",=""Hèÿì того же отношения, уменьшенного на величину отношения расстояний середин участков от конца жидкой лунки, соот-. ветствующего начальной скорости вытягивания, к разнице начальной и новой скоростей вытягивания, Применение предлагаемого способа при изменении скоростей вытягивания слитка на установках непрерывной QQ разливки позволяет стабилизировать процесс кристаллизации слитка„ избежать переохлаждения и разогрева участков поверхности, снизить значения термических напряжений ниже vo- 45 пустимых, в результате чего снижается брак слитков по внутренним и наружным трещинам на 2-3%. формула изобретения 5О

Способ непрерывной разливки металла, включающий подачу металла в кристаллиэатор, вытягивание нэ него сли ка с переменной скоростью и охлажде -. ние слитка вдоль его поверхности с изменением расхода воды при из ненни скорости вытягивания слит, отличающийся тем, что,. с целью улучшения качества слитков, время, в течение которого регулируют расход воды при изменении скорос ти вытягивания устанавливают переменнМм по длине охлаждаемой поверхности слитка, причем максимальное время задают на участке с концом жидкой фазы, соответствующим меньшей из двух регулируемых скоростей, и определяют по зависимости:

t. -й "—2

V, 1 где 2 — длина жидкой фазы при меньшей скорости вытягивания1

v — меньшая скорость вытягиваf ния, на участках, расположенных выше указанного, время определяют по зависимости: где Г, - расстояние от мениска металла до середины участка;

v новая скорость зьтяг .ыа ыя р на учао.-..к=х, расположен;: ы< ниже у-.,а=--анного, при уме:-.=.шеки::. " орест:: вытлг :.".Бания время ol7":ÿä«ë - ют ГО эа нисимос «»::: я

"V -V( где 8 — - расс-.олине от середины участка до конца жидкой фазы при большей скорости вытягивания» и ъ- — текущие скорости, при увеличении же скорости вытягивания - по зависимости:

„s Ю-Б

%ð ъР - Г у где ьŠ— разница длин жидкой фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Патент ФРГ Р 2344438, кл. 31в

11/12, опублик. 1974.

2. Заявка 9 2194955/02, кл B 22 D

11/ОО, 02.12.75, по которой принято решение о выдаче авторского свид&тельствае б85416

Фиг.й

ФиИ

Составитель В. Солянин

Редактор H. Кориеико Техред N..Еелемеш Корректор Е. Лукач

Заказ 5359/14 ТиРам 945 Подписное

НЕИЫ2И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППЙ Патент, г. Умгород, ул. Проектная, 4