Способ непрерывной разливки металлов на установках с криволинейной технологической осью

Способ непрерывной разливки металлов на установках с криволинейной технологической осью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Опубликовано23. 08. 82Бюллетень ¹31

И1) М.К .

В 22 D 11/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621.746. . 047 (088. 8) Дата опубликования описания 23.08.82 (72) Авторы изобретения

В.И. Уманец, В.И. Лебедев и д.П. Евте в

1Л 1. . :. . и ч -з Маминин...,.„.. „ ой

i 06ÝÜ »

Центральный ордена Трудового Красного научно-исследовательский институт чер металлургии им. И.П. Бардина (71) 3а яв итель (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

НА УСТАНОВКАХ С КРИВОЛИНЕЙНОЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСЬЮ

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известен способ непрерывной разливки металлов на установках с криволинейной технологической осью, включающий подачу металла в кристаллиэатор, вытягивание из него слитка, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичного охлаждения, резку слитков и последующее ускоренное охлаждение отрезанных слитков водой. При этом слитки кантуют на . узкую грань посредством кантователей и при помощи специальных грузоэахватных приспособлений опускают на

40-60 мин в камеру с проточной водойб где охлаждают с 1000 до

100 С (1) .

Недостатком данного способа является низкое качество непрерывнолитых слитков. Это объясняется тем, что на торцах слитков имеющиеся осевые трещины окисляются, в них попадает вода. Это приводит к невозможности заваривания этих трещин при прокатке, что повышает брак прокатанной металлопродукции. Погружение в воду с одинаковой температурой нагретых слябов приводит к воэникновению в них температурных градиентов и термических напряжений, превосходящих допустимые значения, что приводит к браку слитков по внутренним и наружным трещинам.

Кроме того, осуществление такого способа требует. применения кантователей и специальных грузоэахватных приспособлений. При этом процесс усложняется и удлиняется по времени из-за необходимости Проведения крановых операций, а кантователь требует дополнительных площадей в . цехе.

15 . Наиболее близким к изобретению является способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллиэатор, вытягива ние из него слитка, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичного охлаждения,: ускоренное охлаждение слитков методом погружения в воду и последующую резку на мерные заготовки. При этом слиток после вытягивания из прямолинейного кристаллизатора опускают тянущей клетью в камеру с циркулирующей водой до упора в ее дно. После охлаждения слиток извлекают кантователем иэ камеры и подают на резку. Камера в

952421 этом случае составляет единое целое с зоной вторичного охлаждения. После опускания отлитого слитка в камеру с водой процесс разливки прекращают до окончания процесса охлаждения отлитого слитка (2) .

Недостатком известного способа является низкое качество слитков.

Это объясняется тем, что имеющиеся на торцах слитка усадочная раковина и осевые трещины окисляются, в них попадает вода. Вследствие этого указанные трещины не завариваются при последующей прокатке, что приводит к браку готовой металлопродукции. Кроме того, при известном способе необходимо каждый раз прекращать процесс разливки после очередного погружения, слитка в камеру с водой. Это приводит к снижению производительности установки непрерывной разливки.

Опускание слитка в камеру с водой, имеющую одинаковую температуру по объему, приводит к возникновению значительных температурных градиентов и термических напряжений в частях слитка, отлитых в последнюю очередь, так как они имеют повышенную температуру. При этом в слитке возникают внутренние и наружные трешины. Укаэанный способ не применим на установках с криволинейной технологической осью, так как в этом случае слиток до резки выходит в горизонтальное положение.

В известном способе необходимо применение кантователей слитков и специальных грузозахватных приспособлений. Кроме того, охлаждение слитка производят не в потоке и является дискретным, требующим перед охлаждением следующего слитка удаление из камеры с водой преды- . дущего, уже охлажденного слитка.

Процесс охлаждения не позволяет непрерывно обрабатывать слитки и вес=и непрерывную разливку методом . плавка на плавку .

Исследованиями установлено, что для ускоренного охлажцения при условии получения слитков оптимального качества необходимо погружать слитки в камеру с водой в потоке до резки, при этом направление воды должно быть навстречу движению слчтка. В этом случае к наиболее нагретым участкам будет приходить уже нагретая вода, что уменьшит значения возникающих температурных градиентов и термических напряжений, а время охлаждения необходимо установить в зависимости от толшины слитка и скорости его вытягивания, т.е. пропорционально времени его полного затвердевания.

Целью изобретения является повышение качества слитков и производительности труда.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу непрерывной разливки металлов на установках с криволинейной технологической осью, включающему подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичного охлаждения, последующее ускоренное охлаждение в камере водой и резку слитков, воду в камере подают со стороны резки слитка в направлении, противоположном движению слитка, при этом время охлаждения слитка поддерживают в пределах 0,5-1,5 времени его полного затвердевания.

Качество непрерывнолитых слитков будет улучшаться вследствие отсутствия окисления осевых трещин на торцах слитков после их резки, так как они в момент резки будут охлажденными. Кроме того, применение направления течения воды навстречу движущемуся слитку устраняет возникновение значительных температурных градиентов и термических напря- жений. По мере продвижения воды к специальных грузозахватных приспо-, соблений, охлаждением слитка в потоке на рольганге до его резки на мерные заготовки .

Время пребывания каждого элемен40 та поверхности слитка в пределах

0,5- 1,5 времени его полного затвердевания устанавливают в прямопропорциональной зависимости от толщины слитка и скоростью его вытягивания, что объясняется его теплосодержанием. При меньшем значении не будет происходить охлаждение слитка до необходимой температуры 300100 С. Большее значение устанавливать не имеет смысла ввиду охлаждения слитка до оптимального значения.

На чертеже показана схема установки непрерывной разливки с криволинейной технологической осью, реализующая предлагаемый способ.

Установка состоит из кристаллизатора 1, далее расположенной зоны 2 вторичного охлаждения с поддерживающими и направляющими слиток 3 роликами 4, между которыми установлены форсунки 5. После выхода иэ зоны вторичного охлаждения слиток 3 по

65 рольгангу б проходит через камеру 7, наиболее горячим участкам слитка она успевает нагреваться, устраняет брак слитков по внутренним и наружным трещинам, а также способствует удалению окалины с поверхности слитка.

Повышение производительности труЗ5 да объясняется отсутствием необходимости применения кантователей и

952421 после выхода из которой подвергается резке на заготовки 8 посредством газорезки 9. Вода 10 подается в камеру 7 по трубопроводу 11 и удаЛяется через щели 12 и 13, пар отсасывается по трубопроводу 14.

Способ непрерывной разливки металлов осуществляют следующим образом.

П р и. м е р 1. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1 подают сталь марки 3 сп и вытягивают из него слиток 3 сечением

250»1600 мм со скоростью 0,8 м/мин °

Технологическую ось установки .непрерывной разливки располагают по радиусу R 10 м (по внешней грани слитка). B зоне 2,,вторичного охлаждения слиток 3 поддерживают и направляют при помощи роликов 4, между которыми располагают форсунки

5, разбрызгивающие воду для охлаждения поверхности слитка 3.

После выхода из зоны 2 вторичного:охлаждения непрерывнолитой слиток 3 направляется в сторону газорезкиспо рольгангу б сквозь камеру 7 с водой 10. После выхода из камеры 7 производят резку слитка 3 при помощи газорезки 9 на мерные заготовки 8 длиной по 10 м.

Боковые стенки камеры 7 образуют с поверхностью слитка 3 цели 12 и

13.При этом щель 12 больше щели 13 и ойи равны соответственно 70 и 10 мм по периметру слитка 3. Вода 10, поступаюцая в камеру 7 по трубопроводу 11, вытекает иэ нее через цели 12 и 13. Так как величина цели

12 больше щели 13, то большая часть воды будет выливаться через щель 12, создавай направленное движение воды навстречу движению слитка 3 по рольгангу 6 °

Время полного затвердевания слитка 3 толщиной 25Р мм составляет

22 мин. Время пребывания каждого элемента слитка 3 в камере 7 устанавливают равным 1, 5 времени полного эатвердевания слитка или 33 мин °

Длину камеры 7 при скорости вытягивания слитка 3, равной 0,8 м/мин устанавливают 26,4 м. Толщину слоя . воды над слитком 3 в камере 7 устанавливают равной 1,5 м. Образующийся в камере 7 пар вытягивают по трубопроводу 14.

Температура поверхности слитка 3 перед входом в камеру 7 составляет

1000ОС, после выхода — 150оС. Температура воды 10 на сливе через цель 13 составляет 30 С, через щель о

12 — 80 С. Удельный расход воды б м /ч- т слитка.

Таким образом, создается направленное движение воды навстречу движению слитка 3. При этом более

65 выделение в окружающую среду. При горячие участки поверхности слитка 3. охлаждают нагретой до 80 С водой на входе в камеру 7, что снижает значения температурных градиентов и термических напряжений, процесс охлаждения идет в потоке, обеспечиваетоя возможность вести процесс непрерывной разливки методом . плавка на плавку . Резка слитков в охлажденном состоянии на мерные за10 готовки .гарантирует отсутствие окисления внутренних осевых трещин на торцах заготовки 8, обеспечивается полное удаление окалины с поверхности слитка.

15 Пример 2. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1 подают сталь марки 3 сп и ..вытягивают из него слиток 3 сечением

200к1200 и скоростью 1,0 м/мин.

Время полного эатвердевания слитка толщиной 200 мм 12,4 мин. Время пребывания каждого элемента слитка 3 в камере 7 устанавливают равным времени полного затвердевания или

25 12,4 мин.. Общую длину камеры 7 при скорости вытягивания 1,0 м/мин устанавливают 12,4 м. Толщина слоя воды над слитком 3 в камере 7 — 1,2 м..

-Температура поверхности слитка 3 перед входом в камеру 7 составляет

1030оC после выхода — 150 С, Темпе- . ратура воды 10 на сливе через щель

13 составляет 30оС, через щель 12

8Q С. Удельный расход воды устанавз ливают равным б м /ч т слитка.

Пример 3. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1 о подают сталь 3 сп и вытягивают из него слиток 3 сечением 150х800 мм

40 со скоростью 1,2 м/мин. Время полного затвердевания слитка толщиной

150 мм 7,0 мин. Время пребывания каждого элемента слитка 3 в камере

7 устанавливают равным 0,5 времени

45 полного затвердевания слитка или

3,5 мин ° Общая длина камеры 7 при скорости вытягивания 1, 2 м/мин .4,2 м. Толщину слоя воды над слитком 3 в камере 7 устанавливают рав50 ной 0 9 м. Температура поверхности

I слитка 3 перед входом в камеру 7 составляет 1060 С, на выходе

200оС. Температура воды на сливе через щель 13 составляет 30 С, чео рез щель 12 - 80 C ° Удельный расход воды 6 м /ч т слитка.

Применение предлагаемого способа позволяет снизить брак слитков .при ускоренном охлаждении по внутренним и наружным трецинам, полностью устранить окалину с поверхности слитков, улучшить качество отбраковки слитков перед прокаткой, сократить площадь складов слитков, улучшить условия труда, сократить тепло952421

Формула изобретения

Составитель В. Балашов

Техред М. Гергель Корректор Г. Orap

Редактор Г. Ус

Заказ 6025/16 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент,r. Ужгород,ул. Проектная, 4 этом брак слитков сокрашается на

0,5%, количество обрези уменьшается на 0,83.

Способ непрерывной разливки металлов на установках с криволинейной технологической осью, включающий подачу металла в кристаллизатор вытягивание из него слитка, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичного охлаждения, последующее ускоренное охлаждение в камере водой и резку слитков, отличающийся тем, что, с целью повышения качества слитков и производительности труда, воду в камере подают со стороны резки слитка в направлении, противоположном движению слитка, при этом время охлаждения слитка поддерживают в пределах 0,5-1,5 времени его полного эатвердевания.

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хлоп and Steel Engineer

1978, 9 5, с. 35-38.

2.Германн Э. Непрерывное литье.

M. 1961, с. 646.