Способ производства профилей и пластина для локализации ликвационных зон

Способ производства профилей и пластина для локализации ликвационных зон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советск их

Социалист нчеснии республин

ОП ИСА

ИЗОБРЕТИ

К АВТОРСКОМУ СВИД (6I ) Дополнительное к авт. свнд(22) Заявлено 08.02.80(2I ) 2 с присоединением заявки 1Е (23) Приоритет

Опубликовано ЗО.OL.82. Ь

Дата опубликования описа

3Ьвудврствивьм комитат

СССР

° 0 авлаи взабрвтенкй н открытки (72) Авторы изобретения

Ю. M. Чуманов, А. Н. Шичков, B. H. Хлопонин

Вологодский политехнический институт (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРОФИЛЕЙ И ПЛАСТИНА

ДЛЯ ЛОКАИИЗАИИИ ffHKBAILHOHHbIX ЗОН

Изобретение относится к металлургии, а именно к технологии прокатного производства и непрерывной разливки металла.

Известен способ прокатки заготовок непрерывной разливки, по которому из непрерывнолитого сляба до его полной. кристаллизации формируют сдвоенные квадраты, в период разделения квадратов удаляют ликвационную зону вместе с перемычкой f3) .

Недостатком известного способа является то, что окололиквационная зона имеет сравнительно низкое качество металла.

После разделения этот металл оказываеч ся в угловых частях заготовок и при последующей прокатке снижает качество готовых профилей.

Известен также способ непрерывной разливки без направляющих роликов, по которому при непрерывной разливке сляба поперек кристаллизатора вводят одну или несколько пластин, служащих центрами преимущественной кристаллизации, обеспечивающих скрепление между собой ши2 .роких граней сляба и не требующих дальнеишего поддержания от выпучивания в зоне вторичного охлаждения (2).

Однжо данный способ ие позволяет улучшить качество готовых профилей, по лучаемых продольным разделением сляба на сортовые заготовки.

Известен также способ производства

10 проката, по которому непрерывнолитой сляб" разделяют на две пятиугольные и, по меньшей мере, одну шестиугольную заготовки профилей, включающий получение непрерывнолитого сляба кристалли15 затора, последующее продольное разделение сляба в многоручьевых калибрах на отдельные заготовки и прокатку из них профилей, из которых затем формируют листовые и сортовые готовые профили (3).

Недостаток данного способа обусловлен отсутствием возможности локализации ликвационной зоны и выходом ликвации на поверхность готовых изделий.

900882

2 (т р - Tqp)L x= с (+ p p «э<р

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ про= изводства заготовок f4), Однако данный способ не позволяет осуществлять ««птенсивную локализацию ликвационной зоны, которая ограничена допустимым перепадом по ширине слябе.

Превьппение допустимого перепада может привести к появлению трещин корочки и сниаить качество готовой продукции.

Цель изобретения — улучшение качест=-ва металла в областях разделения сляба на заготовки путем вывода ликЬационных зон из областей разделения.

Поставленная цель дост««дается тем, -«To в способе производства профилей, включ «ноще м пол уч е H««e не пр ерыв нолитого сляба в кристеллизаrope, ввод пластин поперск кристеллизатора, последующее продольное разделение сляба в многоручьевых калибрах на отдельные заготовки и прокатку иа них профилей, пластины размен«ают на расстоянии между их продольными осями B пределах 0,9-1,07 расстояния между центрами зон разделения чистового многоручьевого калибра (В « ), расстояния от осеи крайних пла-, стин до боковых стенок кристалчизатора выбирают в диапазоне (0,8-1,0) B a участки разделения каждой заготовки при

1трокатке в готовые профили подвергают максимальной суммарной деформации.

Кроме того, с целью повышения эффективности процесса локализации„пластину выполняют двояковыпуклой формы, а ее профиль определяют уравнением где В„= расстояние между пластинами, М"

Тк — температура кристаллизации сл итке.

T = средняя.за время кристаллиСР зеции слитка температура охлаждающей среды; !. — длина жидкой среды;

Р— среднее аа время затвердевания термическое сопротивление от поверхности слитка к охлаждающей среде;

Х вЂ” расстояние рассматриваемой точки профиля от поверхности слитка;

А — коэффициент теплопроводности твердой фазы слитка; — плотность твердой фазы; — эффективная теплота кристаллиаации с учетом перегрева расплава, — скорость вытягивания слитка.

На фиг. 1 показана схема ввода пластин в кристаллиаатор; на фиг. 2 — схема чистового многоручьевого калибра; на фиг. 3-6 — схе ма последовательного фор«««мирования различных профилей; на фиг. 7— форма вводимых в кристаллиаетор пластин; на фиг. 8 — расчетная схема для вывода уравнения выпуклого сляба.

При непрерывной разливке металла в кристаллизатор 1 (фиг. 1) вводят пластины 2 - 4, расстояние между осями которых (Вс ) выбир«цот в диепазоце 0,9-1,07 расстояния между центрами зон разделе««ия (В р ) 5 — 7 (фи«о 2 ) многоручъевого чистового калибре,. образованных валками 8 и 9. Этот калибр последний перед отделением заготовок друг от друге.

Отделение производят одним из известных способов. Ко".è÷åñòâî ручьев « «мо25 жет быть любым, а ширине отливаемого сляба В = 2Вк + и В„При выборе отношения В /В p =

0,9 — 1,07 руководствуются следующими соображе««иями. Значения отношений, близких к единице, выбирают для ручьев, расположенных в центре многоручьевого калибра. Выбор отношения зависит от способа разделен««я и величины суммарной поперечной деформации в системе многоручьевых калибров. При формирова35 нии заготовок, соединенных перемычками в зонах разделения, например 5 (фиг. 2), и последующем разделении с их удалением вь;бирают отношение в диапазоне 0,91,0. Величина В /В > (0,9 экономи- чески нецелесообразна, так как приводит к неоправданно большим энергозатратам при деформации и требует для своеи реализации дополнительных искусственных приемов.

Использование разделения диагональ«пям сдвигом вызывает необходимость формирования многоручьевого раската оез перемычек и перекрытия ручьев по смежным боковым граням. В этом слуЮ чае Вс /В > 1,0 и зависит от марки стали, темперетурь«и способа разделения.

Ог««ошение В /В > = 1,0 — 1,07 охватывает практически все указанные условия.

В случае В /В >1,07 происходит искажение формы заготовок при разделении диагональным сдвигом. Такое увеличение нецелесообразно также по экономическим соображениям, так как после разделения

5 90088 необходимо использовать дополнительные калибры, исправпяюшие искеженную форму заготовок;

В крайних ручьях многоручьевого калибра отношение В„ /В выбирают в кр р 5 диапазоне 0,8-1,0. Сдвиг в сторону меньших значений вызван относительно большой поперечной деформацией в крайних ручьях многоручьевых калибров. Величина

В „/Bp с 0,8 экономически нецелесообраз- 0 на по тем же причинам, что и Вс /Вр с0,9.

Значения В„ /В у 1,0 также приводят к искажению формы заготовки за счет больших перекосов крайних заготовок в разделяющем калибре.

Ввод пластин в кристаллизатор при» водит к раздроблению ликвационной зоны в отливаемом слябе и устранению выхода ее на поверхность в зоне разделения. Однако отдельные участки ликвационной: го зоны имеют вытянутую вдоль оси сляба форму. Можно улучшить качество готовых профилей, если при их формировании раз деленные заготовки располагать таким образом, что максимум деформации будет Z5 ориентирован в направлении вытянутой от поперечного сечения ликвационной зоны. На фиг. 3-6 показана наиболее благоприятная ориентация разделенных заготовок 10 при формировании профилей 5О

11-14. Вытянутые ликвационные зоны 15 в промежуточных калибрах 16-19 приоб ретают более округлую форму 20. Это улучшает качество готовых профилей. (2) можно заменить отношением т.е.

35 ДЕ E

l

d7 4 где 7, - время полного затвердевания кр слитка, с.

l p определяется из выражения

T„=

"р ч (4) где L — длина жидкой фазы, м;

Ч вЂ” скорость вытягивания слитка, м/с.

Рассматривая совместно (1-4), попучим

Ticp ср 1/

= Op + -rit

В

У= — -е г. (6) получим — Й--В. (я. ), акр (7) 35

На фиг. 7 показаны пластины 21-23, вводимые в кристаллизатор для локализации ликвационных зон. В поперечном сечении они имеют выпуклую форму с мак1 симумом по продольной оси 24 поперечного сечения отливаемого сляба.

2 6

С другой стороны плотность теплового потока определяется из, уравнения дс

Ъ Р"эq д где Я вЂ” полная тоишина намораживаемдо, ro cnoa на вводимую пласт ну, м — иреми затвердевания, с.

Скорость кристаллизации

J t

Поскольку 8 и координаты профипя указаны в соотношении

На фиг. 8 показана расчетная схема для определения величины выпуклости, которая представляет собой выделенную четверть пластины, где обозначены поверхность 25 слитка, профиль 26 пластины, середина 27 слитка.

Плотность теплового потока j от каждой из точек профиля, Вт/мх:

Тр - Тср а-—

50

В процессе непрерывной разливки фронч затвердевания продвигается как от поверхности слитка, так и от поверхности вводимой пластины.

С учетом того, что 4х 2 g, окончательно имеем гСт„-Tcp)L

4х С (a+х)р

Таким образом, выражение (S) являет,ся формулой для расчета толшины выпукпой пластины, исходя иэ соображений полного эатвердевания фронтов кристаллизации, идуших от пластин - центров кристаллизации.

Пример. В кристаллиэаторе отливают сечение 175х500 мм. Одновременно вводят три пластины в рабочую полость.

Пластины расположены на расстоянии по осям 134 мм друг от друга, а крайние

7., 900882 8 из них — на расстоянии 122 мм от боко- в готовых кругах ф 6 — 12 мм аналогична вых стенок кристаллизаторв. В многс проквтанным Ilo обычной технологии. ручьевых калибрах черновой группы кле- Пример расчета профиля пластины. тей проволочного стана формируют сече- Пусть V = 0,01 м/с; . = 10 м, Т„ ние из четырех сочлененных перемычкой g 1500 С; Тср =- 50 С; Г = 7500 кгlм квадратов 100 мм. Размеры перемычки <р 3 10 Йж/кг; Л = 30 Вт/(м К); R =

Зх4 мм. В чистовом калибре расстояние 0,01 (м ° К)/Вт. между осями перемычек, т.е. ширина По формуле (8) находим ручьев Bp = 140 мм. Отношение

Ь

Ькр вр

О, 957, а В р = О, 87. Удаление пере- 10

?(3500 — 50) х 10 мычек осуществляют в межклетевом про- Ь = 0,53$

Х к .межутке. После разделения многоручье- (О, 01+ — ) 75oo х 3 х 10 х 0 01 вого раската на отдельные нити квадрат задают в плоский ромб, обжимая при этом ликвационную зону вдоль ее продоль- Результаты расчета сведены .. таблиной оси. Используют в качестве металла цу.

Н/2 = 0,087 5 (середина слитка) О (поверхность слитка) 0,02

0,04

0,06 >g м 0,005

0,013

0,020 0,027

0,034 фор мула изобретения где ВС кр

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии % 52-27104, кл. В 22 Ь 11/ÎÎ, 1977.

2. Заявка ФРГ % 2544016, кл. В 22 Р 11/04, 1977 °

3. Авторское свидетельство СССР

Хю 603442, кл. В 21 В 1/00, 1978.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке hb 2428004/02, кл. В 21 В 1/02, 1976.

2 (Ткр — Тор)L

= с

) с (к к)д„, Л Г Р

1. Способ производства профилей, включающий получение непрерывнолитого сляба в кристаллизаторе, ввод пластин поперек кристаллизатора, последующее 30 продольное разделение сляба в многоручь евых калибрах на отдельные заготовки и прокатку из них профилей, о т л и ч вю шийся тем, что, с целью улучшения качества металла в областях разделения сляба нв заготовки путем выво1да ликвационных зон из областей разде- ления, пластины размещают на расстоя-. нии между их продольными осями в пределах 0.,9 — 1,07 расстояния между цент-40 раМи зон разделения чистового многоручьевого калибра (Bp ), расстояния от осей крайних пластин до боковых стенок кристаллизатора выбирают в диапазоне (0,8-1,0) Вр, а участки разделения каж-45 дой заготовки при прокатке в готовые профили подвергают максимальной суммарной деформации.

2. Пластина для локализации ликвационных зон при непрерывной отливке so сляба в кристаллиэаторе, о т л и ч а ю— ш а я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса локализации, она выполнена двояковыпуклой формы и ее .профиль определяется урввненийм

55 расстояние между пластинами; температура крйсталлизации слитка; средняя за время кристаллизации слитка температура охлаждающей среды; длина жидкой среды; среднее за время затвердевания термическое сопротивление от поверхности слитка к охлаждающей среде; расстояние рассматриваемой точки профиля от поверхности слитка; коэффициент теплопроводности твердой фазы слитка; плотность твердой фазы; эффективная теплота кристаллизации с учетом перегрева расплава; скорость в. тягивания слитка.

Составитель Ю. Заранин

Редактор H. Гришанова Техред Л.Пекарь Корректор Г. Огар

Заказ 12242/3 Тираж В41 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филине ll ll Петене, г. Ужгород, ул. Проеитнеи, 4