Способ непрерывной разливкиметаллов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТЬРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистнчеаиик

Реснубпни (ii}833368

I (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 03. 10. 7С1 (21) 2825758/22-02 (5! )М. Кл.

В 22 0 l l/00 е присоединением заявки М (23) Приоритет

Веудеретеекемй квмитет

СССР

IIo делам наевретени11 н открытий (53) УДК 621. 746. .047(088.8) Опубликовано 30.05.81. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 30.05.81

Ю.И. Зимин, А.С. Корниенко, О. В. Носоченк, В.Д, Суржейко;--"=---„.

Г.А. Николаев, И.К. Попандопуло, В.В. Ем ьянов., В;Т-. Калач, В.В. Поляков, В.И. Лебедев, !О.M. Рыхов и $. Г. Кужельный 1

Ждановский ордена Октябрьской Революции и! ордена., Трудового, : i Красного Знамени металлургический завод " зовсталь" им. Серго Орджоникидзе (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности .является способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, сообщение кристаллизатору возвратнопоступательного. движения и подачу

1а на мениск металла в кристаллизаторе смазки. При этом смазка представляет собой твердо-жидкую смесь из 1080 вес. Ж субмикроскопических, сфероидальной Формы окислов Т), Si или

° 15

Zn, не претерпевающих фазовый превращений при температурах до 800 С и 20-90 вес. Х жидкого компонента, например рапсового масла, глисероля,:

20 полиэтиленгликоля или силиконовых масел, в котором твердые частицы окислов находятся в виде суспензии. Смазку подают на мениск металла в крис" таллизаторе непрерывно в течение всего процесса непрерывной разливки (1).

Недостатки известного способа состоят в низком качестве поверхности непрерывнолитых слитков, прорывах металла под кристаллизатором и значительном усилии вытягивания . слитка из кристаллизатора. Это объясняется тем, что смазка распространяется вдоль поверхности слитка. от мениска на незначительную длину, составляющую 0,1-0,15 длины кристаллизатора. На остальной части кристаллизатора оболочка слитка контактирует непосредственно с рабочими станками беэ слоя смазки, что вызывает значительное повышение сил трения и усилия вытягивания. Вслед" ствие этого образуются надрывы обо" лочки слитка и прорывы металла под кристаллизатором, что снижает производительность установок непрерывной разливки металлов. КроФ

3 8333

-ме того, при известном способе не. возможно применение шлаков на мениске металла в кристаллизаторе.

Цель изобреления — повышение качества:непрерывнолитых . Слитков ..и производительности установок непрерывной разливки металлов.

Указанная цель достигается тем, что в нроцессе разливки, кроме подачи шлака на мениск металла в кристаплизаторе, на поверхность корочки слитка, находящуюся в кристаллизаторе, равномерно по его периметру родают смазку различного состава на расстоянии от мениска металла, равном 0,5-1,5 толщины слитка в прямо пропорциональной зависимости от

/ скорости вытягивания, причем в течение О,8-0,9. времени полного затвердевания отливаемого слитка смазку подают с металлическим наполнителем а в остальное время — с наполнителем в виде флюсующих материалов, при этом время подачи смазки с металлическим наполнителем устанавливают в обратно-пропорциональной зависимости от скорости вытягивания.

Подавать смазку с металлическим наполнителем в течение периода, меньшего 0,8 времени полного затвердевания слитка, нет необходимости, так как в течение этого времени на поверхности рабочих стенок не . успевает накопиться значительного количества остатков сгорания органической основы смазки или отложений минеральной основы.

Подавать смазку с металлическим наполнителем в течение периода, большего 0,9 времени полного затвердевания слитка, невозможно, поскольку в течение этого времени на поверхности рабочих стенок накапливаются значительные количества остатков сго-45 рания органической основы смазки или отложений минеральной основы.

Подавать смазку на поверхность слитка ближе к мениску, чем 0 5 тол щины слитка, нет необходимости, так как s этой зоне роль смазки выполняет гарнисаж шлака, Подавать смазку на поверхность слитка дальше от мениска, чем 1,5 толщины слитка, невозможно вследствие того, что в этой зоне гарнисаж шлака отсутствует, Качество непрерывнолитых слит- ков повышается потому, что на поверхности слитков отсутствуют над68 4 рывы и трещины вследствие снижения усилия вытягивания, а также постоянного контакта оболочки слитка с рабочими стенками кристаллизатора через слой смазки при одновременном присутствии шлака на мениске металла в кристаллизаторе. Производительность установок непрерывной разливки металлов повышается вследствие снижения числа прорывов металла под кристаллизатором.

Пример . В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор длиной 1200 мм сечением 250-1600 мм подают сталь Ст Зсп и вытягивают из него слиток со скоростью 0,8 м/мин.

Рабочие стенки кристаллизатора выполнены из меди. Кристаллизатору сообщают в направлении технологической оси возвратно-поступательное движение с частотой 60 цикл/мин и ходом 15 мм. На мениск металла в кристаллизаторе подают шлак, содержащий, Ж: графит 30; слюда 40; плавиковый шлат 15; криолит 15. Слой шлака H;l мениске предохраняет металл от окисления и потерь тепла, а также абсорбирует в себя всплывающие неметаллические включения. Кроме того, шлак образует слой гарнисажа, предохраняющий оболочку слитка от контакта непосредственно со стенками кристаллизатора. Время полного затвердевания слитка толщиной 250 мм составляет 22 мин.

В рабочих стенках кристаллизатора равномерно по ширине и высоте выполнены поперечные сквозные отверстия, через которые подается в рабочую полость кристаллизатора смазка, Диаметр отверстий составляет

0,5 мм. Начало расположения отверстий от мениска металла находится на расстоянии 0,5 толщины слитка или

125 мм. При скорости вытягивания

0,8 м/мин смазку подают на расстоянии толщины слитка или 250 мм.

С начала процесса разливки в течение 0,85 времени полного затвердевания или 19 мин через сквозные отверстия в стенках кристаллизатора подают смазку на основе органического или минерального масла, например рапсового масла. При этом в смазку добавляют твердый наполнитель, например Zn. Наполнитель добавляют в смазку в виде порошка с величиной зерен не более 100 меш.

833368

По истечении указанного времени достав смазки изменяют и в нее вместо твердого наполнителл добавляют флюсующие материалы, например соль хлора. Смазку этого состава подают в течение 0,15 времени полного затвердевания или 3 мин. По истечении этого времени снова подают смазку прежнего состава.

В процессе разливки вся поверх- 10 ность слитка, находящаяся в кристаллизаторе, контактирует с рабочими стенками в верхней части через

I слой гарнисажа шлака на длине 250 мм а на остальной части — через слой 15 смазки. Из-за наличия в смазке твердого наполнителя в виде порошка снижается усилие вытягивания и трения с 8 до 3 т вследствие диффузионного внедрения в материал рабочих 20 стенок кристаллизатора твердых добавок, упрочняющих их поверхность.

Вследствие снижения усилия вытягивания и трения устраняются надрывы

1оболочки слитка, качество поверхности слитков поэтому улучшается, сокращается число прорывов металла под кристаллизатором.

В процессе непрерывной разливки в течение 0 85 времени полного затвер.З0 девания на поверхности рабочих стенок накапливаются твердые остатки сгорания рапсового масла, которые препятствуют дальнейшей диффузии твердых добавок в стенки кристал- 35 лизатора. Кроме того, остатки сгорания, накапливаясь на поверхности рабочих стенок кристаллизатора, увеличивают силы трения и, вместе с этим, усилие вытягивания. 40

Поэтому по истечении 085 времени

° полного затвердевания слитка меняют добавки, заменяя твердый напол нитель на флюсующие добавки на период 0,15 того же времени. За это вре- 45 мя флюсующие добавки под влиянием высокой температуры от слитка очи- щают и подготовляют поверхность . стенок кристаллизатора для диффузионного насыщения их расплавленным Ме» 50 таллическим наполнителем. На длине

250 мм от мениска в кристаллизаторе функции смазки продолжает выполнять гарнисаж шлака.

При увеличении скорости вытягивания слитка до 1,2 м/мин время подачи смазки с металлическим наполнителем устанавливают в обратно пропорциональной зависимости от скорости вытягивания до 0,8 времени затвердевания слитка или до 18 мин, а в те- чение 0,2 того же времени или 4 мин подают смазку с флюсующими добавками. Это объясняется тем, что при увеличении скорости вытягивания увеличивается расход смазки и вместе с этим количество твердых остатков сгорания органической. основы смазки. Подачу смазки с металлическим наполнителем при этом начинают по давать с расстояния 1,5 толщины слитка или 375 мм мениска металла в кристаллизаторе.

При уменьпгении скорости вытягивания слитка до 0,4 м/мин время подачи смазки с металлическим наполнителем увеличивают до 0,9 времени полного затвердевания слитка или до 20 мин, а 0,1 того же времени нли 2 мин подают смазку с флюсующими добавками. Указанная зависимость продолжительности подачи смазки различных составов от скорости вытягивания объясняется тем, что при уменьшении скорости вытягивания уменьшается расход смазки и вместе с этим количество остатков сгорания сурепного масла на стенках кристаллизатора. Смазку с металлическим наполнителем при этом начинают подавать с расстояния 0,5 толщины слитка или 125 мм от мениска металла в кристаллизаторе.

За основу определения продолжительности подачи смазки определенного состава берут время полного затвердевания слитка. Это объясняется тем, что время полного затвердевания определяет периметр слитка и вместе с этим оптимальную рабочую скорость вытягивания слитка, а значит и расход смазки. Чем больше периметр .слитка, тем меньше скорость его вытягивания.

Величину расстояния от мениска металла, на которое не подают смазку, устанавливают в прямо пропорциональной зависимости от скорости вытягивания. Это объясняется тем, что при увеличении скорости вытягивания увеличивается длина шлакового гарнир. сажа и, наоборот, при снижении ско- рости вытягивания — уменьшается.

В качестве твердого наполнителя могут применяться металлы типа

А6, Cr, Ni, Sn, Ti, Со и др. В ка честве флюсующих материалов могут

833368

Формула изобретения (Способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла и кристаплизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, сообщение кристаллизатору возвратнопоступательного движения, подачу шлака и смазки, о т л и ч а ю—

25

7 применяться криолит, соли хлора, фтор, щелочноэемельные металлы.

Смазку подают при давлении

1,0-10,0 кгс/см и с расходом я

0,2-1,0 кг/т стали.

В результате применения предлагаемого способа непрерывной разливки повышается выход годных слитков. за счет снижения брака по качеству поверхности и снижается коли- lð чество обрези, увеличивается производительность установки непрерывной разливки эа счет снижения числа прорывов металла под кристаллизатором. .15

8 шийся тем, что, с целью улучшения качества непрерывнолитых слитков и увеличения производительности установок непрерывной разливки, на поверхность корочки слитка, находящуюся в кристаляизаторе, равномерно по его периметру подают смазку различного состава на расстоянии от мениска металла, равном 0,5-1 5 толщины слитка в прямо пропорциона3тьной зависимости от скорости вытягивания, причем в течение 0,8-0,9 времени полного затвердевания отливаемого слитка смазку подают с металлическим наполнителем, а в остальное время — с наполнителем в виде флюсующих материалов, при этом время подачи смазки с металлическим наполнителем устанавливают в обратно пропорциональной зависимости от скорости вытягивания.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1, Патент США N 3411564, кл. 164-73, 1968.

Составитель Г. Борисов

Редактор И. Михеева Техред . Н Майорош Корректор В,Бутяга

Заказ 3862/lp . Тираж 869 Подписное

BHHNIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ю Ъ -, . 7УЮжзг пбюна . -