Способ непрерывного литья слитков

Способ непрерывного литья слитков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. 09) (11) А

3(59 В 223 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA (21) 3454336/22-02 (22) 18.06.82 ,(46) 15.03.84. Вюл. № 10 (72) А. А. Иванов, Е. Н. Манаенко, В. С. Смирнов, В. И. Лебепев и B. И. Уманец (71) Всесоюзный орпена Ленине научноисслеповетельский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (53) 621.746.047(088.8) (56) 1. Бойченко М. С. Непрерывная разливка стели. М., Металлургия, 196l. с. 139.

2. Патент ФРГ ¹ 2636666, кл. B 22 D 11/124, 1978, 3. Патент Швейцарии № 572370, кл. В 22 )) 11/124, 1976 (прототип). (54)(57) СПОСОБ HEIIPEpbIBHOK)

ЛИТЬЯ СЛИГКОВ, включающий попачу металла в кристаллиэатор, вытягивание слитке с переменной скоростью, охлажпение поверхности спитка вопой, попаваемой через форсунки в зоне вторичного охлажпения, изменение ширины отливаемых слитков в процессе литья и расстояния от форсунок по поверхности слитка и регулирование упельных ресхопов вопы вполь зоны вторичного охлажпения по акспоненциальному закону от максимельного значения поп кристаллизатором по минимального в конце зоны охлажпения, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества слитков эа счет уменьшения внутренних и наружных трещин, при кажпом увеличении ширины слитка на величину, равную толщине слитка, увеличивают расстояние от форсунок по поверхности слитке на величину, равную

0,2-0,3 толщины cJMTKQ и опновременно уменьшают упельные расхопы вопы по всей зоне вторичного охлежцения по прямо линейному закону от 0,6-1,1. м /м .ч в начале эоны вторичного охлажпения по

0,2-0,3 м /м-ч в конце ее.

10793 14

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывному литью слитков.

Известен способ непрерывного литья слитков, включакапий подачу металла в кристаллиэатор, вытягивание из него слит-5 ка с переменной скоростью, охлажпение поверхности слитка воцой, распыливаемой форсунками, сгруппированными по участкам в зоне вторичного охлаждения. Расстояние от форсунок цо поверхностного слитка вы-Io держивают постоянным. При этом при изменении ширины отливаемого слитка удельные расхопы воцы в зоне вторично- ) ro охлаждения не изменяют (g j.

Недостатком известного способа являет 15 ся низкое качество непрерывнолитых слитков

Это объясняется тем, что значения удельных расходов воды остаются неизменными при изменении ширины отливаемого слитка. В результате образуется несоответ20 ствие между процессом кристаллизации непрерывнолитого слитка и интенсивностью охлаждения его поверхности. Вслецствие этого в оболочке слитка возникают

25 температурные грапиенты и термические напряжения, превосхоцящие цопустимые значения, что вызывает брак слитков по внутренним и наружным трещинам.

Известен также способ непрерывного литья слитков, включающий подачу метал-3О ла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлажцение поверхности слитка водой, распыливаемой форсунками, сгруппированными по участкам в зоне вторичного охлаждения, 35

При этом при изменении ширины отливаемого слитка изменяют расстояние от форсунок цо поверхности слитка, оставляя уцельные расхоцы воцы в зоне вторичного охлаждения неизменными (2).

Нецостатком известного способа являет- ся низкое качество непрерывных слитков.

Это объясняется несоответствием величины удельных расходов воды изменившейся ширине слитка.Вследствие этого нарушает-45 ся необходимая при кристаллизации слитка равномерность распрецеления температуры поверхности слитка по его периметру, в оболочке слитка возникают температурные грациенты и термические напряжения, 5О превосхопящие цопустимые значения, что вызывает брак слитков по внутренним и наружным трещинам.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и постигаемому 55 результату является способ непрерывного литья слитков, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание слитка с переменной скоростью, охлажпение поверхности слитка воцой, поцаваемой через форсунки в зоне вторичного охлажцения, изменение ширины отливаемых слитков в процессе литья и расстояния от форсунок по поверхности слитка и регулирование уцельных расхоцов вопы вцоль зоны вторичного охлажцения по экспоненциальному закону от максимального значения поп кристаллизатором цо минимального в конце зоны охлаждения.Г1ри этом при изменении ширины слитка удельные расхоцы воды оставляют неизменными и сохраняют постоянным отношение ширины слитка к расстоянию от форсунок по поверхности слитка (3 j.

Недостатком известного способа является низкое качество непрерывнолитых слит-: ков.Это объясняется тем,чтонарушаетсясоответствие цинамики процесса кристаллизации слитка и интенсивности охлаждения его поверхности по периметру слитка.

Вследствие увеличения ширины слитка при неизменных удельных расходах вопы происхоцит коробление широких граней из а возникновения значительных температурных грациентов и термических напряжений в оболочке слитка, возникают внутренние и наружные трещины.

Сохранение постоянным отношения ширины слитк а к расст оянию от ф орс унок цо поверхности слитка не обеспечивает равенства температуры поверхности по периметру слитка. Эго объясняется тем, что при увеличении расстояния от форсунок цо поверхности слитка при неизменных удельных расходах воцы увеличивается неравномерность распределения воцы по ширине слитка. Зго является слецствием того, что при увеличении расстояния от форсунок цо поверхности слитка увеличивается степень неравномерности распределения воцы по полю орошения факела каждой форсунки.

Исслецованиями установлено, что при увеличении ширины слитка необхопимо уменьшать в опрецеленной степени значения удельных расходов воцы, при этом степень уменьшения уцельных расходов воцы вполь зоны вторичного охлаждения цолжна быть переменной. Это требование необхоцимо выдерживать с целью выравнивая температуры поверхности слитка по его периметру. При этом усрецняется интенсивность распределения воцы по полю орошения кажцой форсунки, что способствует устранению коробления широких

1 079344 4 граней слитка и предотвращает возникновение в них внутренних и наружных трещин.

Кроме того, уменьшение величины снижения значений уцельных расходов воцы вцоль зоны вторичного. охлаждения способствует выдерживание температуры поверхности широких граней слитка в необходимых прецелах, обеспечивающих оптимальные условия кристаллизации слитка в процессе его затверцевания, 10

Исследованиями также установлено, что режим вторичного охлажцения необхоцимо выбирать цля отливки наименьшего по ширине слитка из всех типоразмеров, на которые рассчитана данная установка. При переходе на литье слитков большей ширины необхоцимо соответственно уменьшать удельные расходы воды с одновременным увеличением растояния от форсунок цо поверхности слитка. 20

Более высокие значения удельных расходов воцы при литье слитков наименьшей ширины из всего сортамента объясняются тем, что при этих условиях обеспечивается равномерное распрецеление воцы по суммарному полю орошения форсунок, расположенных поперек слитка, а также равномерность температуры поверхности по периметру слитка.

I1em þ изобретения является улучшение качества слитков за счет уменьшения внутренних и наружных трещин.

Укаэанная цель цостигается тем, что согласно способу непрерывного литья 35 слитков, включающему подачу металла в кристаллизатор, вытягивание слитка с переменной скоростью, охлаждение поверхности слитка водой, поцаваемой через форсунки в зоне вторичного охлаждения, иэ- 40 менение ширины отливаемых слитков в процессе литья и расстояния от форсунок до поверхности слитка и регулирование уцельных расхоцов воды вдоль эоны вторичного охлажцения го экспоненциальному 45 закону от максимального значения поц кристаллизатором цо минимального в конце эоны охлаждения, при кажцом увеличении ширины слитка на величину, равную толщине слитка, увеличивают расстояние S0 от форсунок цо поверхности слитка на величину, равную 0,2-0,3 толщины слитка, и оцновременно уменьшают уцельные расхоцы воцы по всей зоне вторичного охлажцения по прямолинейному закону от у

0,6-1,1 м /м-ч в начале зоны вторично3 го охлажцения цо 0,2 0,3 м /м-ч в кон3 цее ее.

Улучшение качества непрерывнолитых слитков происхоцит потому, что выцерживается равномерность распределения температуры по периметру и цлине слитка в течение всего времени его эатверцевания.

Кроме того, при уменьшении удельных раскопов воды с увеличением ширины слитка усрецняется интенсивность распрецеления

l воцы по суммарному полю орошения, расположенному поперек слитка. Благодаря этому по периметру и длине слитка отсутствуют перегретые и переохлажденные локальные участки поверхности слитка, в оболочке слитка не возникают температурные грациенты и термические напряжения,превосходящие допустимые значения, что устраняет брак слитков по внутренним и наружным трещинам.

Диапазон увеличения расстояния от форсунок цо поверхности слитка в прецелах

0,2-0,3 толщины слитка установлен экспериментально и является оптимальной величиной при кажцом увеличении ширины слитка на величину, равную толщине слитка.

Как показали эксперименты,при больших значениях,чем указанные,происходит уменьшение интенсивности охлаждения поверкности слитка и ее разогрев.При меньших значениях, чем указанные, наоборот интенсивность охлажцения повышается и происходит переохлажцение слитка. B обоих случаях брак слитков по внутренним и наружным трецинам увеличивается.

Уменьшение значений уцельных расхоцов воцы на 0,6-1,1 м /м-ч в начале зоны вторичного охлаждения и на 0,20,3 м3/м ч в конце ее при кажцом увеличении ширины слитка на величину, равную толщине слитка, объясняется условиями выравнивания температуры поверхно— сти слитка по его периметру на протяже-. нии всей зоны вторичного охлаждения.

При больших значениях, чем указанные, происходит разогрев, а при меньших значениях - переохлажцение поверхности слитка свыше допустимых значений. Указан-. ные значения устанавливаются в прямо пропорциональной зависимости от скорости вытягивания слитка.

Прямолинейный закон уменьшения удельных расходов воцы вдоль зоны вторичного охлаждения объясняется закономерностями теплоотвоца от слитка через оболочку с изменяющейся толщиной при практически постоянном значении коэффициента теплопроиоцности металла.

Величина толщины слитка выбрана эа критерий величины увеличения расстояния

1079344 от форсунок до поверхности слитка и уменьшения удельных расхоцов воцы потому, что оне определяет теплосодержение слитка и необхопимую интенсивность его вторичного охлаждения. 5

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ непрерывного литья слитков осуществляют слецуюшим образом.

Пример 1. Процесс непрерывного литья слитков из стали марки Зсп вецут на установке, предназначенной пля отливки слитков толщиной 250 мм и шириной 1200 — 1950 мм. Кристеллизатор имеет возможность изменять ширину отливаемого слитка в процессе литья. В зоне вторичного охлажпения поверхность . слитка охлаждают водой, попаваемой через форсунки, сгруппированные по 5 участкам. Йлина участков соответственно:

1-ro 1,4 м, 2-го 1,1 м, 3-го 1,2 м, 4 го 2,8 м, 5-го 3,75 м. Форсунки устанавливают между роликами в ряп. На первом участке располагают по 4 форсун«25 ки в ряп, на втором — по 3, на остальных — по 2. Форсунки устанавливают плоскофакельные. Расходы воцы изменяют в зависимости от скорости вытягивания слитке и его ширины.форсунки имеют З0 воэможность изменять расстояние цо поверхности слитка. На первых двух участках расстояние от форсунок цо поверхности слитка устанавливают равным

200 мм, на остальных — по 300 мм. 35

Удельные расхопы воды на первом участке устанавливают равными 4,0 мЗ/м ч, 2 на 2-м 3,5 м /м ч, на 3-м 3,0 м м ч, не 4-м 2,0 м /м ч и на 5-м 1 5 м /м ч.

3 2 3 2

При увеличении скорости вытягивания 40 слитка сечением 250х1200 мм с 0,6м/мин цо 0,9 м/мин увеличивают удельные расходы воды, оставляя расстояние от форсунок по поверхности слитка неизменным, В этом случае удельные расхоцы вопы 45 устанавливают слецуишими: на 1-м участке 5,5 м /м ч, на 2-м 5,0 м /м- ч, на

3 2 3

3-м 4,5 мЗ/м2ч, на 4-«м 3,0 мЗ/м2 на 5-м 2,0 мЗ/матч.

При увеличении скорости вытягивания слитка сечением 250х1200 мм с 0,9 цо 1,2 м/мин также увеличивают удельные расхоцы воды, оставляя расстояние от форсунок цо поверхности слитка неизменным. В этом случае упельные расхоцы вопы не пяти участках устанавливают соответственно равными: 8,5 м /м22ч, 9

7,0 мЗ/м2ч, 6,0 м /матч, 4,5 мЗ/м2ч, 1

2,5 м /м2ч. При такой организации режима вторичного охлаждения вьшерживается равномерность температуры по периметру слитка, а также равномерность, распределения вопы по суммарному полю орошения.

Пример 2. В процессе непрерывного литья увеличивают ширину отливаемого слитка на величину, равную опной толщине слитка или на 250 мм, и вытягивают слиток сечением 250х х1450 мм со скоростью 0,6 м/мин.

При установке новых расстояний от форсунок по поверхности слитка и новых значений удельных расхоцов воцы эа основу берут параметры непрерывного литья слитка сечением 250х1200 мм со скоростями вытягивания слитка 0,6, 0,9 и 1,2 м/мин.

В этом случае на скорости 0,6 м/мин увеличивают расстояние от форсунок цо поверхности слитке на кажцом участке на 0,2 толщины слитка или на 50 мм и в результате этого на кажцом участке охлежцения получают следующие расстояния от форсунок по поверхности слитка: на 1«м и 2-м по 250 мм, на З-м, 4-м и 5-м по 350 мм. Одновременно уменьшают удельйые расходы воцы вдоль зонывторичного охлаждения по прямолинейному закону на 0,6 м З/м ч в начале зоны поц кристаллизатором и на 0,2 м /м2ч в конце ее. Удельные ресхоцы воцы по участкам устанавливают слепующими: на 1-м

3,4 м З/м2ч, не 2-м 3,0 мЗ/м2ч, на

3 м 2,6 м4/м2ч, на 4-м 1 7 м.З/матч, на

5 м 1 3 мЗ/матч

При увеличении скорости вытягивания слитка с 0,6 цо 0,9 м/мин увеличивают расстояние от форсунок цо поверхности слитка на 0,25 толщины слитка или на

63 мм и устанавливают на каждом участl ке следующие величины расстояний от форсуйок до поверхности слитка: на 1-м и

2-м по 263 мм, на 3-м, 4-м и 5-м по

363 мм. Оцновременно уменьшают удельные расходы вцоль зоны вторичного охлаждения по прямолинейному закону на

0,85 м /м ч в начале эоны поц кристал:.3 2 лизатором и на 0,25 м /м2ч в конце ее.

Уцельные расхоцы воды по участкам устанавливают слецуюшими: Hà 1-м

4,65 мЗ/м2час, на 2-м 4,3 м /м ч, на

3-M 3 9 1vl3/M2÷, на 4-м 2,55 M Эlм2ч H на 5-м 1,75 мЗ/м2ч.

При увеличении скорости вытягивания слитка с 0,9 до 1,2 м/мин увеличивают расстояние от форсунок цо поверхности

1079344

Составитель E. Манаенко

Рецактор H Швыцкая Техред Ж.Кастелевич Корректор П""""еико

Заказ 1215/8 Тираж 775 Поцписн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 слитка на 0,3 толщины слитка или на

75 мм и устанавливают на каждом участке слецующие величины расстояний от форсунок цо поверхности слитка: на 1-м и

2м по 275 мм, на З-м, 4=м и 5-м по .375 мм. Оцновременно уменьшают уцельные расхоцы BotlbJ вдоль зоны вторичного охлаждения по прямолинейному закону на

1,1 мЭ/м2ч в начале эоны поц кристаллизатором и на 0,3 M /ì2÷ в конце ее.

Уцельные расходы ноцы по участкам устанавливают следующими: на 1-м

7,4 M /м2ч, на 2-м 6,1 мЭ/м2ч, на 3-м

5,3 м /м2ч, на 4-м 4,0 м /м ч и на

5 м 2 2 MÇ/M2÷. f5

При такой органиэации режима вторичного охлажцения выдерживается равномерность температуры по периметру слитка, а также по его длине.

Пример 3. В процессе непрерыв-20 ного литья увеличивают ширину отливаемого слитка на величину, равную трем толщинам отливаемого слитка или на

750 мм, и вытягивают слиток сечением

250xl950 мм со скоростью 0,6 м/мин.

B этом случае увеличивают расстояние от форсунок цо поверхности слитка на кажцом участке на Зх0,2 толщины слитка или на 150 мм и устанавливают слецующие величины расстояний от форсунок 30 цо поверхности слитка: на 1-м и 2-м участках 350 мм, на З-м, 4-м и 5-м

450 мм. Одновременно уменьшают уцельные расхоцы вдолЬ зоны вторичного охлажцения по прямолинейному закону на

Зх0,6=1,8мЭ/матч в начале зоны под кристаллизатором и на Зх0,2=0,6 мЭ/м2ч в конде ее.Удельные расходы воды по участкам

2 устанавливают следую ие: на 1-м 2, 2 м-т м ч на 2-м 2,0 м /м ч,на 3-м 1,8 м /м2ч на 4

4-м 1,1 мЗ/м2ч,на 5-м 0,9 м 3/м2ч.

При увеличении скорости вытягивания слитка с 0,6 цо 0,9 мlмин увеличивают расстояние от форсунок цо поверхности слитка на Зх0,25 толщины слитка или на

:L87 мм и устанавливают на кажцом участке слецукхцие величины расстояний от форсунок цо поверхности слитка: на l — ì и 2-м 387 мм, на Ç-м, 4-м и 5-м

487 мм. Оцновременно уменьшают уцельные расхоцы воды вдоль зоны вторичного охлаждения по прямолинейному закону на Зх0,85 2,55 мЗ/м2ч в начале зоны под кристаллизатором и на Зх0,25=

Э 2

0,75 м /м ч в конце ее. Уцельные расхоцы воцы по участкам устанавливают следутсщими. на 1-м 2,95 MÇ/ì2÷, HQ

2-м 2,9 м /м ч, на 3-и 2,85 м Э/м ч, Э на 4-м 1,8 мЗ/м2ч и на 5 м 1 25 мЗ/м2ч

При увеличении скорости вытягивания слитка с 0,9 цо 1,2 м/мин увеличивают расстояние от форсунок цо поверхности слитка на Зх0,3=0,9 толщины слитка или на 225 мм и устанавливают на кажном участке следутощие величины расстояний от форсунок цо поверхности слитка: на 1-м и 2-м 425 мм, на З-м, 4-м и

5-м 525 мм. Оцновременно уменьшают удельные расходы вцоль зоны вторичного охлаждения по прямолинейному закону на Зхl,1=3,3 мЭ/м2ч в начале эоны охлаждения поц кристаллизатором и на

Зх0,3=0,9 м /м ч в конце ее. Удельные

3 2 расходы воцы по участкам устанавливают слецующие: на 1-м 5,2 мЗ/м2ч, на 2-м

4,3 м /м ч, на 3-м 3,9 м /м ч, на 4-м

3,0 м /м ч, на 5-м 1,6 м /м2ч.

Применение изобретения позволяет получать непрерывнолитые слитки высокого качества независимо от их ширины и скорости вытятивания. При этом предложенный способ прецпочтителен при неt прерывном литье слитков с соотношением сторон в прецелах 1/4-10.

Благоцаря применению прецлагаемого способа со,кращается брак слитков по внутренним и наружным трещинам на 1% и уменьшается количество обрези на

0,15%,