Способ непрерывной разливки металлов, легированных титаном

Способ непрерывной разливки металлов, легированных титаном

Реферат

 

(19)RU(11)1202152(13)C(51)  МПК ⁵    _B22D11/00Статус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ, ЛЕГИРОВАННЫХ ТИТАНОМ

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов. Целью изобретения является повышение качества поверхности сталей, легированных титаном. Для достижения поставленной цели в способе непрерывной разливки металлов, легированных титаном, преимущественно с прямоугольным поперечным сечением, включающем подачу металла в кристаллизатор, воздействие на формирующуюся заготовку упругими ультразвуковыми колебаниями и вытягивание из кристаллизатора заготовки, ультразвуковые колебания подводят к противолежащим широким сторонам поперечного сечения заготовки, кососимметрично относительно большой его оси, при этом расстояние отметчика до уровня подвода колебаний равно 0,6-1,7 толщины заготовки, а шаг между точками подвода колебаний равен 1,0-1,9 толщины заготовки. Ультразвуковые колебания подводят в каждой точке с мощностью 1-10 кВт. Кососимметричный относительно большой оси поперечного сечения заготовки подвод ультразвуковых колебаний к ее противоположным широким сторонам предотвращает образование твердой корочки на поверхности титансодержащей стали в кристаллизаторе за счет исключения прямой встречи чередующихся областей давления и разрежения в поверхностном слое металла при несоосном вводе колебаний в расплав и отсутствия вследствие этого "взаимогашения". Имеющая же место в предлагаемом способе "сдвиговая" встреча волн обусловливает усилие эффекта подавления образования и роста твердой корочки за счет формирования при этом течения расплава от периферии к центру под углом к широким стенкам кристаллизатора в нескольких местах на поверхности. Подвод ультразвуковых колебаний на определенном расстоянии от мениска с регламентируемым шагом между местами подвода на горизонтали подавляет формирование твердой корочки на поверхности металла в кристаллизаторе за счет интенсивного "перемешивания" слоя расплава по всей его поверхности в кристаллизаторе, поскольку при этом на поверхности отсутствуют "застойные" зоны, в которых может образоваться корочка. Определенная мощность колебаний в месте их подвода предотвращает образование твердой корочки на поверхности металла в кристаллизаторе за счет исключения "слипания" частиц тугоплавких окислов титана и роста твердого металла на них при его "перемешивании" с достаточной мощностью. Расположение мест подвода колебаний относительно мениска и шаг между местами подвода колебаний выбраны из условия исключения "застойных", "неозвучиваемых" областей на поверхности металла для заготовок различной, обычно встречающейся в практике толщины (например, 150-250 мм для нержавеющей стали). Экспериментально установлено, что протяженность "озвучивания" стали с 0,5%, когда не образуется твердая корочка, составляет приблизительно 300 мм при подводимой мощности 2-3 кВт. Исходя из этого, корочка не будет образовываться на поверхности металла в кристаллизаторе напротив места подвода колебаний при его расположении на расстоянии 150 мм от мениска для заготовок толщиной 250 мм, т.е. 0,6 толщины (принято за нижний предел), и 250 мм для заготовок толщиной 150 мм, т.е. 1,7 их толщины (принято за верхний предел). Установленная величина "дальнобойности" эффективного "озвучивания" в случае подвода колебания на расстояние от мениска, равное 0,6 толщины заготовки, т. е. при значении его, обеспечивающем "озвучивание" всей поверхности заготовки любой (в т.ч. 250 мм) толщины, обусловливает подавление образования корочки на поверхности металла в кристаллизаторе для заготовки толщиной 150 мм при шаге подвода колебаний по горизонтали, равном 280 мм, что составляет 1,9 толщины (принято за верхний предел). Для заготовки же толщиной 250 мм - та же, что и толщина, величина (принято за нижний предел). Мощность подводимых в одном месте колебаний определена из условия "озвучивания" заготовок различных размеров при использовании в качестве источника энергии выпускаемых отечественной промышленностью генераторов ультразвуковых колебаний мощностью 10 и 20 кВт. Нижний предел (1 кВт) здесь соответствует заготовке малой толщины и большой ширины (150х х1600 мм), "озвучиваемой" от одного генератора мощностью 10 кВт. Верхний предел (10 кВт) соответствует заготовке большой толщины и малой ширины (250х700 мм), "озвучиваемой" от двух генераторов мощностью 20 кВт каждый. При определении пределов учтена возможность пропорциональности "дальнобойности" эффективного "озвучивания" от подводимой мощности. Ниже даны варианты предлагаемого способа, не исключающие другие варианты в пределах формулы изобретения. При непрерывной разливке титансодержащей стали через стенки кристаллизатора подводят ультразвуковые колебания к противоположным широким сторонам заготовки кососимметрично относительно большой оси ее поперечного сечения, при этом расстояние от мениска до уровня подвода колебаний в шаг между местом подвода колебаний на горизонте для каждой широкой стороны равны соответственно 0,6-1,7 и 1,0-1,9 толщины заготовки, а мощность, подводимая к каждому месту, - 1-10 кВт. П р и м е р 1. На одноручьевой вертикальной УНРС разливают сталь 08Х18Н10Т, в кристаллизаторы сечением 200 х 1200 мм со скоростью 0,6 м/мин. Кристаллизатор оборудован вибраторами, установленными на его широких стенках по горизонтали на расстоянии 350 мм от верха с шагом 150 мм (по 8 вибраторов на каждой стороне) симметрично большой оси сечения кристаллизатора. Вибраторы подсоединены к двумя генераторам УЗГ-10 при помощи переключателя, обеспечивающего возможность в зависимости от решаемой задачи (марки стали), различных схем их подключения. В процессе разливки при помощи переключателя подводят мощность от обоих генераторов к вибраторам, расположенным по противоположным широким сторонам кососимметрично относительно большой оси поперечного сечения кристаллизатора, т. е. к 4 вибраторам на одной стороне (через одного) и 3 вибраторам, смещенным относительно предыдущих на 150 мм, на другой стороне. Уровень металла поддерживают равным 100 мм. П р и м е р 2. При тех же условиях, что и в примере 1, за исключением числа вибраторов, разливают нержавеющую сталь в кристаллизатор сечением 150 х 1500 мм со скоростью 0,8 м/мин. Кристаллизатор в рассматриваемом случае оборудован 20 вибраторами (по 10 на каждую сторону), которые размещены в горизонтальной плоскости на расстоянии от верха кристаллизатора 250 мм с шагом 150 мм. В отличие от предыдущего примера вибраторы подсоединены к трем генераторам УЗГ-10. В процессе разливки подводят мощность от всех трех генераторов к вибраторам, расположенным по противоположным широким сторонам кососимметрично относительно большой оси поперечного сечения кристаллизатора, т.е. к 6 вибраторам на одной широкой стороне и к смещенным относительно них на 150 мм, к 5 вибраторам на другой стороне. Уровень металла в процессе разливки поддерживают равным 100 мм от верха кристаллизатора. В рассматриваемых примерах обеспечивается эффективная обработка ультразвуковыми колебаниями верхнего слоя металла по всей его поверхности, что предотвращает образование корочки на поверхности металла в кристаллизаторе, обусловливая резкое снижение потерь металла при зачистке заготовок перед прокаткой. Применение изобретения позволит повысить качество поверхности литых заготовок из высоколегированных сталей, легированных титаном (типа 12Х18Н10Т). Экономический эффект от внедрения изобретения составит при производстве 10,0 тыс. т заготовок около 500 тыс.руб за счет снижения на 20-30 кг/т расхода металла при зачистке перед прокаткой.

Формула изобретения

1. СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ, ЛЕГИРОВАННЫХ ТИТАНОМ, преимущественно в заготовки с прямоугольным поперечным сечением, включающий подачу металла в кристаллизатор, воздействие на формирующуюся заготовку упругими ультразвуковыми колебаниями и вытягивания из кристаллизатора заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества поверхности заготовок, ультразвуковые колебания подводятся к противолежащим широким сторонам поперечного сечения заготовки, кососимметрично относительно большой его оси, при этом расстояние от мениска до уровня подвода колебаний равно 0,6 - 1,7 толщины заготовки, а шаг между точками подвода колебаний равен 1,0 - 1,9 толщины заготовки. 2.Способ по п.1, отличающийся тем, что ультразвуковые колебания подводят в каждой точке с мощностью 1 - 10 кВт.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 23-2001

Извещение опубликовано: 20.08.2001