Способ непрерывной разливки плоских слитков

Способ непрерывной разливки плоских слитков

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке плоских слитков с обжатием по толщине в твердожидком состоянии в зоне вторичного охлаждения. Цель изобретения является улучшение качества непрерывнолитных слитков. В процессе непрерывной разливки из кристаллизатора вытягивается плоский слиток с переменной скоростью и производится его обжатие по толщине в зоне вторичного охлаждения в твердожидком состоянии. При увеличении скорости вытягивания слитка отодвигают ролики от слитка, а при уменьшении скорости ролики передвигают к слитку с определенной скоростью. 1 ил. 3 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке плоских слитков с обжатием по толщине в твердо-жидком состоянии в зоне вторичного охлаждения. Целью изобретения является повышение качества непрерывнолитых слитков. В кристаллизатор подают металл, вытягивают из него слиток с переменной скоростью, поддерживают и направляют слиток в зону вторичного охлаждения и далее после полного затвердевания слитка при помощи роликов производят деформацию обжатия слитка в твердожидком состоянии по толщине в зоне вторичного охлаждения. В процессе непрерывной разливки при увеличении скорости вытягивания слитка отодвигают ролики от слитка на величину h_е, а при уменьшении скорости ролики передвигают к слитку на величину h_e со скоростью ₁= (0,5. 1,5) для зоны обжатия, соответствующей меньшей скорости вытягивания слитка, и со ско- ростью ₂= (0,5.1,5) для зоны обжатия, соответствующей большей скорости вытягивания и расположенной на участке слитка ниже зоны деформации, соответствующей меньшей скорости вытягивания, где ₁ и ₂ скорости изменения величины обжатия слитка, м/мин; h_e изменение величины обжатия слитка на уровне l длины зоны деформации слитка, равное H₁- H₂; L₁ и L₂ длины зон деформации обжатия слитка, соответствующие меньшей и большей скоростям вытягивания, м; V₁ и V₂ значения меньшей и большей скоростей вытягивания слитка, м/мин; l₁ текущее значение длины зоны обжатия слитка, соответствующей меньшей скорости вытягивания, начиная от нижнего торца кристаллизатора; l₂ текущее значение длины зоны 0 l₁ L₁ (м) обжатия слитка, соответствующей большей скорости вытягивания, начиная от нижнего края зоны обжатия, 0l₂ (L₂-L₁), м; (0,5. 1,5) эмпирический коэффициент, учитывающий разницу в скоростях вытягивания слитка, V₂-V₁ безразмерный, Н₁ и Н₂ величины обжатия слитка на уровне l длины зоны деформации при скоростях вытягивания V₁ и V₂. Улучшение качества непрерывнолитых плоских слитков будет происходить вследствие уменьшения степени деформации на фронте кристаллизации оболочки слитка и напряжений в ней ниже допустимых значений при изменении скорости вытягивания в процессе изменения величины обжатия слитка в твердожидком состоянии от одного стационарного положения, соответствующего прежней скорости вытягивания, до другого стационарного положения, соответствующего новой скорости вытягивания. При этом в слитках не будут образовываться внутренние трещины, что улучшает качество слитков по макроструктуре. Изменение величины обжатия слитка с определенной скоростью объясняется тем, что при изменении скорости вытягивания изменение положения длины жидкой фазы слитка и фронтов его кристаллизации происходит во времени. Диапазон значений эмпирического коэффициента в пределах (0,5-1,5) объясняется закономерностями деформации оболочки слитка при различных скоростях вытягивания слитка. При больших значениях на фронте кристаллизации степень деформации растяжения будет превосходить допустимые значения, что приведет к образованию внутренних трещин. При меньших значениях будет происходить раздутие оболочки слитка под действием ферростатического давления, что приведет к браку слитков по расслою. Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от разницы скоростей вытягивания слитка (V₂-V₁) и распределяют значения эмпирического коэффициента от минимального значения под кристаллизатором до максимального значения в конце зоны деформации обжатия слитка. На чертеже показана схема вытягивания слитка из кристаллизатора с различными скоростями. На схеме приняты следующие обозначения кристаллизатор 1, плоский непрерывнолитый слиток 2, положение широких граней слитка 3, 4, 5. Кроме того, Н толщина слитка в кристаллизаторе; h толщина плоского слитка после обжатия; Н величина обжатия слитка со стороны каждой грани; L₁, L₂, L₃ длина зон обжатия; l₁, l₂, l₃ текущее значения длины зон обжатия слитка; Н₁ и Н₂ текущие значения величин обжатия слитка на уровне длины слитка l; h_e разница в величинах обжатия слитка на уровне длины слитка 1. Способ непрерывной разливки плоских слитков осуществляется следующим образом. П р и м е р 1. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1 подают сталь марки 3 сп и вытягивают слиток 2 толщиной Н 0,12 и шириной 0,8 м со скоростью V₁3,5 м/мин. В зоне вторичного охлаждения под кристаллизатором 1 оболочку слитка 2 деформируют посредством обжатия со стороны широких граней направляющими и вытягивающими роликами. Перемещаются ролики при помощи гидроцилиндров, управляемых посредством ЭВМ. В процессе непрерывной разливки деформируют оболочку слитка 2 со стороны каждой широкой грани на величину Н 35 мм и получают слиток конечной толщины h 50 мм. В этих условиях длина жидкой фазы составляет 2,8 м, длина кристаллизатора 0,8 м, длина зоны обжатия L₁ 2,0 м. Обжатие слитка 2 осуществляют по прямолинейному закону по длине зоны обжатия L₁, от нулевого значения непосредственно под кристаллизатором 1 до максимального значения Н 35 мм в конце зоны обжатия L₁. Оболочка слитка 2 занимает положение 4. В процессе непрерывной разливки, вследствие, например, смены разливочного стакана или промежуточного ковша снижают скорость вытягивания слитка 2 с V₁ 3,5 м/мин до V₂ 1,5 м/мин. В этом случае длина жидкой фазы слитка уменьшается с 2,8 до 1,6 м и соответственно уменьшается длина зоны деформации с L₁ 2,0 м до L₂ 0,8. При новой скорости вытягивания V₂1,5 м/мин обжатие слитка 2 осуществляют по прямолинейному закону по длине зоны деформации L₂ от нулевого значения непосредственно под кристаллизатором 1 до максимального значения Н 35 мм в конце зоны деформации L₂. Оболочка слитка 2 занимает положение 3. В момент изменения скорости вытягивания слитка 2 начинают перемещать ролики в поперечном к слитку направлении в сторону его оси от одного стационарного положения, обеспечивающего положение 4 оболочки слитка, до другого стационарного положения, обеспечивающего положение 3 оболочки слитка. При этом изменяют величину обжатия слитка по его длине от одного значения, соответствующего скорости вытягивания V₁ 3,5 м/мин, до другого значения, соответствующего скорости вытягивания V₂ 1,5 м/мин. На каждом уровне длины слитка 1 изменение величины обжатия слитка производят со скоростью ₁= (0,65-1,35) для зоны обжатия L₂, соответствующий меньшей скорости вытягивания V₂ 1,5 м/мин и ₂= (0,65-1,35) для зоны обжатия L₁, соответствующей большей скорости вытягивания V₁ 3,5 м/мин и расположенной на участке слитка, размещенном ниже зоны деформации L₂, соответствующей меньшей скорости вытягивания V₂ 1,5 м/мин. Параметры изменения скорости обжатия слитка 2 приведены в табл.1. При такой скорости изменения обжатия по длине зон L₁ и L₂ или скорости перемещения роликов в зоне вторичного охлаждения степень деформации на фронте кристаллизации оболочки слитка не будет превосходить допустимых значений, обжатие слитка будет происходить в необходимых пределах по его толщине без образования внутренних трещин и осевого расслоя. П р и м е р 2. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1 подают сталь марки 3сп и вытягивают слиток 2 толщиной Н 0,12 м и шириной 0,8 м со скоростью V₁ 1,5 м/мин. В процессе непрерывной разливки деформируют оболочку слитка 2 со стороны каждой грани на величину Н 35 мм при помощи роликов и получают слиток 2 конечной толщины h 50 мм. В этих условиях длина жидкой фазы составляет 1,6 м, длина кристаллизатора 0,8 м, длина зоны деформации обжатием l₂ 0,8 м. Обжатие слитка 2 осуществляют по прямолинейному закону по длине зоны обжатия L₂ от нулевого значения непосредственно под кристаллизатором 1 до максимального значения Н 35 мм в конце зоны обжатия L₂. Оболочка слитка 2 занимает при этом положение 3. В процессе непрерывной разливки увеличивают скорость вытягивания слитка 2 с V₁ 1,5 м/мин до V₂ 5,0 м/мин. В этом случае длина жидкой фазы слитка увеличивается с 1,6 до 4,0 м и соответственно увеличивается длина зоны деформации с L₂0,8 м до L₃ 3,2 м. При новой скорости вытягивания V₂5,0 м/мин обжатие слитка 2 осуществляют по прямолинейному закону по длине зоны обжатия L₃ от нулевого значения непосредственно под кристаллизатором 1 до максимального значения Н 35 мм в конце зоны обжатия L₃. Оболочка слитка 2 занимает при этом положение 5. В момент изменения скорости вытягивания слитка 2 начинают перемещать ролики в поперечном к слитку направлении в сторону от его оси от одного стационарного положения, обеспечивающего положение 3 оболочки слитка, до другого стационарного положения, обеспечивающего положение 5 оболочки слитка. При этом изменяют величину обжатия слитка по его длине от одного значения, соответствующего скорости вытягивания V₁ 1,5 м/мин, до другого значения, соответствующего скорости вытягивания V₂ 5,0 м/мин. На каждом уровне длины слитка l изменение величины обжатия слитка производят со скоростью ₁= (0,5-1,5) для зоны обжатия L₂, соответствующей меньшей скорости вытягивания и V₁ 1,5 м/мин и ₂= (0,5-1,5) для зоны деформации обжатия L₃, соответствующей большей скорости вытягивания V₂ 5,0 м/мин и расположенной на участке слитка, расположенном ниже зоны деформации L₂, соответствующей меньшей скорости вытягивания V₁ 1,5 м/мин. Параметры изменения скорости обжатия слитка 2 приведены в табл.2. При такой скорости изменения величины обжатия h_е по длине зон обжатия L₂ и L₃ или скорости перемещения роликов в зоне вторичного охлаждения степень деформации на фронте кристаллизации оболочки слитка не будет превосходить допустимых значений, обжатие слитка будет происходить в необходимых пределах по его толщине без образования внутренних трещин и осевого расслоя. П р и м е р 3. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1 подают сталь марки 3сп и вытягивают слиток 2 толщиной Н 0,12 мм и шириной 0,8 м со скоростью V₁ 5,0 м/мин. В процессе непрерывной разливки деформируют оболочку слитка 2 со стороны каждой грани на величину Н 35 мм при помощи роликов и получают слиток 2 конечной толщины h 50 мм. В этих условиях длина жидкой фазы составляет 4,0 м, длина кристаллизатора 0,8 м, длина зоны обжатия L₃ 3,2 м. Обжатие слитка 2 осуществляют по прямолинейному закону по длине зоны обжатия L₃ от нулевого значения непосредственно под кристаллизатором 1 до максимального значения Н 35 мм в конце зоны деформации L₃. Оболочка слитка 2 занимает при этом положение 5. В процессе непрерывной разливки уменьшают скорость вытягивания слитка 2 с V₁ 5,0 м/мин до V₂ 3,5 м/мин. В этом случае длина жидкой фазы слитка уменьшается с 4,0 до 2,8 м и соответственно уменьшается длина зоны деформации с L₃ 3,2 м до L₁ 2,0 м. При новой скорости вытягивания V₂3,5 м/мин обжатие слитка 2 осуществляют по прямолинейному закону по длине зоны деформации L₁ от нулевого значения непосредственно под кристаллизатором 1 до максимального значения Н 35 мм в конце зоны деформации L₁. Оболочка слитка 2 занимает при этом положение 4. В момент изменения скорости вытягивания слитка 2 начинают перемещать ролики в поперечном к слитку направлении в сторону его оси от одного стационарного положения, обеспечивающего положение 5 оболочки слитка, до другого стационарного положения, обеспечивающего положение 4 оболочки слитка. При этом изменяют величину обжатия слитка по его длине от одного значения, соответствующего скорости вытягивания V₁ 5,0 м/мин, до другого значения, соответствующего скорости вытягивания V₂ 3,5 м/мин. На каждом уровне длины слитка l изменение величины обжатия производят со скоростью ₁= (0,8-1,2) для зоны обжатия L₁, соответствующей меньшей скорости вытягивания V₂ 3,5 м/мин, и ₂= (0,8-1,2) для зоны обжатия L₃, соответствующей большей скорости вытягивания V₁ 5,0 м/мин и расположенной на участке слитка, размещенной ниже зоны обжатия L₁, соответствующей меньшей скорости вытягивания V₂ 3,5 м/мин. Параметры изменения скорости обжатия слитка 2 приведены в табл.3. При такой скорости изменения величины обжатия h_e по длине зон обжатия L₁ и L₃ или скорости перемещения роликов в зоне вторичного охлаждения степень деформации на фронте кристаллизации оболочки слитка не будет превосходить допустимых значений, обжатие слитка будет происходить в необходимых пределах по его толщине без образования внутренних трещин и осевого расслоя. В общем случае величина изменения деформации оболочки слитка Н при стационарной скорости вытягивания может изменяться как по прямолинейному закону, так и по любому другому закону. Применение предложенного способа позволяет снизить брак слитков по внутренним трещинам и осевому расслою на 3,5%

Формула изобретения

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ ПЛОСКИХ СЛИТКОВ, включающий подачу жидкого металла в кристаллизатор, формирование слитка и его вытягивание из кристаллизатора с переменной скоростью и обжатие слитка со стороны широких граней при помощи роликов под кристаллизатором в зоне вторичного охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества непрерывнолитых слитков, при изменении скорости вытягивания слитка посредством перемещения роликов в перпендикулярном к его поверхности направлении осуществляют изменение величины обжатия слитка обратно пропорциональной зависимости со скоростью определяемой по зависимости для зоны обжатия, соответствующей меньшей скорости вытягивания слитка, и со скоростью, определяемой по зависимости для зоны обжатия, соответствующей большей скорости вытягивания слитка и расположенной на участке слитка ниже зоны обжатия, соответствующей меньшей скорости вытягивания, где ₁ и ₂ скорость изменения величины обжатия слитка, м/мин; h_l изменение величины обжатия слитка на уровне L длины зоны обжатия слитка, равное H₁-H₂; L₁ длина зоны обжатия слитка, соответствующей меньшей скорости вытягивания слитка, м; L₂ длина зоны обжатия слитка, соответствующей большей скорости вытягивания слитка, м; V₁ и V₂ значения меньшей и большей скорости вытягивания слитка, м/мин; l₁ текущее значение длины зоны обжатия слитка, соответствующей меньшей скорости вытягивания, начиная от нижнего торца кристаллизатора, 0 l₁ L₁, м; l₂ текущее значение длины зоны обжатия слитка, соответствующей большей скорости вытягивания, начиная от нижнего края этой зоны обжатия, 0 l₂ (L₂ L₁), м; (0,5 1,5) эмпирический коэффициент, учитывающий разницу в скоростях вытягивания слитка (V₂ V₁), безразмерный; H₁ и H₂ величины обжатия слитка на уровне l при скоростях вытягивания V₁ и V₂.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7

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: 32-2000

Извещение опубликовано: 20.11.2000