Способ производства кипящих и закупоренных слитков

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.01.80 (21) 2865496/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 22 D 27/00

Гееударстееннмй кемнтет (53) УДК 669 18 (088.8) Опубликовано 23.09.81. Бюллетень №35

Дата опубликования описания 25.09.81 по делам нзееретеннй и еткрмтий (72) Авторы изобретения р /

I ий

С. Н. Пронских, Ю. К. Павлов, А. Х. Уразгил

Северо-Западный заочный политехнический инст филиал), Череповецкое высшее военное инж радиоэлектроники, Ленинградский политехн им. М. И. Калинина и Череповецкий ордена Ленинй-металл гический завод им. 50-летия СССР (71) Заявители (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КИПЯЩИХ

И ЗАКУПОРЕННЫХ СЛИТКОВ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к разливке кипящей стали в изложницы с последующим закупориванием и без закупоривания.

Известен способ контроля процесса кристаллизации слитка путем приема и измерения испускаемой металлом энергии в ультразвуковом диапазоне частот (1).

Недостатком известного способа является невозможность установления оптимального времени кипения стали в изложнице.

Цель изобретения — установление оп10 тимального времени кипения стали в изложнице.

Это достигается тем, что в способе, включающем разливку стали в изложницы, химическое или механическое закупорив ание с выбором времени начала технологической операции закупоривания, момент начала закупоривания находят путем определения максимального значения уровня ультразвуковой энергии, испускаемой кипящей в изложнице сталью.

На фиг. 1 приведена зависимость между 20 скоростью выделения газа и временем; на фиг. 2 — кинетика газовыделения при вакуумировании.

Кривая выделения СО (фиг. 1) в каждом конкретном случае имеет свои численные характеристики (время достижения максимума, величина максимума).

К моменту достижения максимальной интенсивности кипения (фиг. 2) из металла удаляется значительное количество газов, т. е. максимуму (1) скорости выделения СО отвечает и максимум выделения вредных для качества стали водорода и азота. Недостижение максимума выделения СО соответствует (П) такому развитию газовыделения Н к и N 2, которое отвечает высокому остаточному содержанию этих газов в стали и их неблагоприятному воздействию на свойства стали. Переход за максимум (III) выделения СО, т. е. затягивание кипения нецелесообразно, так как скорость удаления

Н и Я резко снижается и дальнейшее их удаление существенного значения не имеет, а длительный барботаж металла применительно к кипящему слитку приводит к развитию химической неоднородности по химическим элементам, склонным к ликвидации, особенно P u S.

Изменение интенсивности кипения стали в изложнице соответствует и изменению уров865511

-он — о--а.— 100

С ковш

Качество поверхности раската (по наличию микродефектов) Характеристика способа (обшая) Химическая неоднороднос гь головной части слитка, %

Способ, Размер

N. "здоровой корочки, мм

С Мо 3 Р О

Nq àêÃ

7о

На àêò см ЛОО, 15 118 О 140 130 -44 3 0,003 Без дефектов Оптимальный

125 -12 160 150 +140 3 0,003 Имеют место рассеянные микротрешины

Хороший по размеру корочки, уровню содержания (Н) (1М1

Неудовлетворителен по химической однородности

Сопоставим с оптиО 140 130 -24 5 О 005

Отмечен выход сотового пузыря на поверхность

120 мальным вариантом по содержанию С,М,, S,Р,0. Неудовлетворителен по уровню (н) (N) ня регистрируемой ультразвуковой энергии.

Смещение максимума интенсивности кипения соответствует и равному по времени смещению максимума ультразвуковой энергии.

Контролируемая интенсивность кипения стали в изложнице зависит от фактического значения произведения концентрации углерода на концентрацию кислорода С ХО исходной стали.

Выделение СО в процессе кипения и крисгаллизации слитка сопровождается характерным шумом в ультразвуковом диапазоне частот. Максимуму выделения окиси углерода (шуму лопающихся пузырьков окиси углерода) соответствует и максимальная энергия шума. 15

Максимальное значение интенсивности кипения стали в изложнице может быть найдено путем непрерывного измерения уровня ультразвуковой энергии, излучаемой кипящим металлом в ходе кристаллизации.

Для этого может быть использована следующая схема. Датчик ультразвуковых частот, преобразующий ультразвуковые колебания в электрические, усилитель, усиливающий эти колебания до необходимого уровня, детектор, преобразующий усиленные коле- 2s бания в импульсы постоянного тока, и регистрирую1ций прибор, позволяющий фиксировать измеренный уровень энергии.

Таким образом, схема позволяет непрерывно измерять и наблюдать за изменением ультразвуковых колебаний, испускаемых кипяшей сталью.

Пример. Выплавку стали осуществляют в большегрузных мартеновских печах, отопливаемых природным газом с интенсификацией кислородом. Ковшевой анализ стали после выпуска из печи составляет, /б. .С 0,07;

Мп 0,32; S 0,023; P 0,018, 00,045. Оптимальное время кипения в изложнице для

14-тонного слитка стали 08 кп выбирают исходя из сущности предлагаемого способа: до начала разливки к изложнице подключают датчик ультразвуковых частот и с момента ее заполнения с помощью регистрирующего прибора контролируют уровень ультразвуковой энергии, К достижению максимального значения уровня ультразвуковой энергии подготавливают раскислители для химического закупоривания. И на пятой минуте с момента заполнения изложницы сталью кипение останавливают раскислителем — это отвечает пику ультразвуковой энергии.

Слиток, полученный по предлагаемому способу, сравнивают по оптимальному времени кипения с двумя другими слитками от этой плавки, где период контролирования по действующей технологии визуально по кипению с его ограничением через десять минут, а также раскисленного сразу после наполнения сталью изложницы, что отвечает требованиям известного способа для случая хорошего кипения в период заполнения изложницы. С целью установления «здоровой» корочки сравнение проводят по данным контроля угловых темплетов от донной части слитков, а химическую неоднородность от металла (блюмсов) отобранного на уровне 10О/О высоты слитка.

Сравнительные данные качества слитков, выполненных по предлагаемому способу (1), по действующей технологии (2) и по известному способу приведены в таблице.

Из сравнения способов следует, что по предлагаемому способу получаются оптимальные данные по всем контролируемым характеристикам качества слитка: развитию

«здоровой» корочки, химической однородности, содержанию водорода и азота, качеству поверхности раската по наличию микродефектов.

Предлагаемый способ сочетает положительные стороны двух других вариантов.

865511

Формула изобретения

Способ производства кипящих и закупоренных слитков, включающий измерение уровня ультразвуковой энергии, испускаемой кипящей в изложнице сталью, отличающийся тем, что, с целью установления оптимального времени кипения стали, момент начала закупоривания определяют по максимальному значению уровня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 634846, кл. В 22 D 11/16, 1978.

865511

1,5

< <ою

Ю7

„os

Ь

gy 1 Я

Ъ

02

Составитель А. Абросимов

Редактор А. Шишкина Техред А. Бойкас Корректор П. Ференц

Заказ 7940/19 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4