Способ непрерывной разливки металлов в плоские слитки малых сечений

Способ непрерывной разливки металлов в плоские слитки малых сечений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1п1 590073

Союз Советских

Социалистических

Реслублин (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.04.76 (21) 2348924/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 13.02.78 (51) М. Кл2 В 22D 11/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621.746.047 (088.8) (72) Авторы изобретения В. С. Никольский, А. В. Лейтес, В. И. Лебедев, И. С. Прянишников, С. В. Ильин и А. Д. Воробьев (71) Заявитель

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

В ПЛОСКИЕ СЛИТКИ МАЛЪ|Х СЕЧЕНИЙ

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов и сплавов.

Известен способ непрерывной разливки металлов в плоские слитки малых сечений, включающий подачу металла в кристаллизатор с криволинейной технологической осью, вытягивание из него слитка прямоугольного поперечного сечения и охлаждение поверхности слитка водой, при этом расчетные расходы воды увеличивают от краев слитка к середине широкой грани и изменяют их от максимального значения под кристаллизатором до минимального в конце затвердевания. Расчетные максимальные значения расходов воды в средней части слитка уменьшают по экспоненциальному закону вдоль зоны вторичного охлаждения (1).

Недостатком такого способа является перегрев и утонение оболочки слитка по большому радиусу в районе падения струи жидкого металла из разливочного стакана. Это приводит к нарушению сплошности оболочки и прорыву металла под кристаллизатором, что уменьшает стабильность работы установок непрерывной разливки. Кроме того, размыв оболочки вызывает нарушение процесса кристаллизации слитка и, как следствие, брак слитков по внутренним и наружным трещинам.

С целью устранения прорывов металла и улучшения качества слитков на участке поверхности широкой грани слитка по большому радиусу в месте падения струи металла увеличивают в 1,2 — 1,4 раза расчетное значение расходов воды, при этом ширина участка составляет 0,1 — 0,4 ширины слитка, а длина—

0,05 — 0,10 протяженности жидкой фазы слитка.

Исследованиями ЦНИИЧМ и Электросталь10 ского металлургического завода установлено, что при разливке высоколегированных сталей и сплавов на установках радиального типа в слитки сечением (30 — 60) X (250 — 350) мм расходы воды, обусловленные расчетом тепло15 физических параметров затвердевания слитков, недостаточны в районе падения струи на широкую грань, изогнутую по большому радиусу. Анализ экспериментов показывает необходимость в увеличении расходов воды в

20 указанном районе в 1,2 — 1,4 раза по сравнению с расчетными значениями, это особенно относится к разливке малых сечений плоских слитков, так как в этом случае применяются короткие кристаллизаторы длиной 500 — 600 мм

25 и процесс разливки ведется со скоростями вытягивания слитков 1,5 — 1,8 м/мин.

Усиленное охлаждение участка поверхности слитка позволяет избежать локального разогрева и утонения оболочки слитка, устранить

30 прорывы металла под кристаллизатором и

3 образование внутренних и наружных трещин.

Способ осуществляется следующим образом.

590073

4 падения струи жидкого металла на широкую грань, расположенную по большому радиусу, увеличивают интенсивность охлаждения в

Пример 1. На установке непрерывной разливки с радиальной технологической осью в кристаллизатор сечением 50)(300 мм разливают через стакан со сквозным прямоточным каналом высоколегированную сталь и вытягивают слиток со скоростью 1,5 м/мин. Длина кристаллизатора составляет 600 мм. Радиус изгиба слитка по большому радиусу составляет 2000 мм. Струю металла располагают по центру поперечного сечения слитка.

Ниже кристаллизатора слиток поддерживается роликами и охлаждается водой, распыляемой форсунками. Форсунки объединены в две секции длиной 300 и 1000 мм соответственно, которые обеспечивают суммарный расход воды 0,2 л на 1 кг стали, При этом интенсивность охлаждения равномерно изменяют от нуля на ребрах слитка до максимального значения в середине широкой грани. А это максимальное значение в свою очередь изменяют по экспоненциальному закону от наибольшего расчетного значения под кристаллизатором (5,3 м /м ч) до наименьшего (2,5 м /м ч) в конце жидкой фазы слитка, которая для слитка толщиной 50 мм при скорости вытягивания 1,5 м/мин составляет 1,3 м. В месте падения струи жидкого металла на широкую грань, расположенную по большому радиусу, увеличивают интенсивность охлаждения в

1,2 раза. В этом месте расчетное значение интенсивности охлаждения, составляющее

4,9 м /м ° ч, увеличивают до 5,38 м /м ч, это увеличение достигают установкой дополнительной форсунки. Габариты участка поверхности слитка, на котором увеличивают расходы воды, составляют: ширина — 0,1 ширины слитка или 30 мм; длина — 0,05 длины жидкой фазы слитка или 65 мм. Центр участка с увеличенной интенсивностью охлаждения определяют посредством геометрических построений или расчетов. Указанный центр находится в точке пересечения направления струи металла с широкой гранью слитка, расположенной по большому радиусу.

В результате усиленного охлаждения этого участка не происходит разогрев и устраняется утонение оболочки слитка. Причина прорыва металла исключается. Стабильность процесса кристаллизации и формирования слитка не нарушается, что устраняет причины возникновения внутренних и наружных трещин.

Пример 2. Технологические параметры процесса разливки те же, Скорость вытягивания слитка увеличивают до 1,7 м/мин. Длина жидкой фазы слитка в этом случае составляет

1,45 м, общий расход воды устанавливают

0,25 л/кг стали. Максимальное значение интенсивности охлаждения или удельные расходы воды по оси широкой грани слитка изменяют от 5,8 м /м ч под кристаллизатором до

2,5 м /м ч в конце жидкой фазы. В месте

1,3 раза. В этом месте расчетное значение интенсивности охлаждения, составляющее

5,4 м /м ч, увеличивают до 7,05 м /м ч установкой дополнительной форсунки. Габариты участка поверхности слитка, на котором увеличивают расходы воды, составляют; шири1О на — 0,25 ширины слитка или 75 мм, длина—

0,075 длины жидкой фазы слитка или 110 мм.

Центр этого участка находят указанным выше способом. Увеличение габаритов участка с повышенной интенсивностью охлаждения объяс15 няется увеличением скорости вытягивания и расходом жидкого металла, при котором струя обладает более высокой кинетической энергией и место ее контакта с оболочкой слитка имеет большие размеры. Нежелательное дей20 ствие струи металла компенсируют увеличением площади участка с повышенной интенсивностью охлаждения.

В результате усиленного охлаждения этого участка не происходит разогрев и устраняется

25 утонение оболочки слитка. Причины прорывов металла и возникновения трещин в слитке устр а.няются.

Пример 3. Технологические параметры процесса разливки те же. Скорость вытягива30 ния слитка увеличивают до 1,9 м/мин. Длина жидкой фазы слитка в этом случае составляет

1,6 м, Средний расход воды устанавливают до

0,3 л на 1 кг стали. Максимальное значение удельных расходов воды по оси широкой гра35 ни слитка изменяют до 6,3 м /м . ч под кристаллизатором до 2,5 м /м ч в конце жидкой фазы. В месте падения струи жидкого металла на широкую грань, расположенную по большому радиусу, увеличивают интенсив40 ность охлаждения в 1,4 раза. В этом месте расчетное значение интенсивности охлаждения, составляющее 5,8 м /м ч, увеличивают до 8,25 м /м ч установкой дополнительной форсунки, Габариты участка поверхности

45 слитка с увеличенной интенсивностью охлаждения составляют: ширина — 0,4 ширины слитка или 120 мм; длина — 0,1 длины жидкой фазы слитка или 160 мм. Центр этого участка находят указанным выше способом.

50 Увеличение габаритов участка с повышенной интенсивностью охлаждения объясняется увеличением скорости вытягивания и расходом жидкого металла. Таким образом, габариты участка с повышенной интенсивностью изме55 няют в прямопропорциональной зависимости от скорости вытягивания слитка.

Применение предлагаемого способа непрерывной разливки повышает стабильность процесса разливки при высоких скоростях вытя50 гивания плоских слитков малого сечения. Число прорывов снижается на 5 — 10О/о, брак слитков по наружным и внутренним трещинам снижается на 3 — 5О/о. Экономический эффект в условиях Электростальского металлургиче65 ского завода при разливке высоколегирован590073

Формула изобретения

Составитель В. Битков

Техред И. Михайлова

Корректор О. Тюрина

Редактор 3. Ходакова

Заказ 3326/5 Изд. М 176 Тираж 995 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 ных сталей и сплавов составляет 30000 руб. в год.

Способ непрерывной разливки металлов в плоские слитки малых сечений, включающий подачу металла в кристаллизатор с криволинейной технологической осью, вытягивание из него слитка прямоугольного сечения, охлаждение поверхности слитка водой с изменяемыми расходами от нулевого значения на ребрах до максимального значения в середине широкой грани и изменение расходов по экспоненциальному закону от наибольшего расчетного значения под кристаллизатором до наименьшего в конце жидкой фазы слитка, отл и ч аю шийся тем, что, с целью устранения прорывов металла и улучшения качества слитков, на участке поверхности широкой грани слитка

5 по большому радиусу в месте падения струи металла увеличивают в 1,2 — 1,4 раза расчет»ое значение расходов воды, при этом ширина участка составляет 0,1 — 0,4 ширины слитка, а длина — 0,05 — 0,10 протяженности жидкой

10 фазы слитка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Патент Великобритании № 1326625, кл.

В 3F, 1973.