Способ непрерывной разливки металла

 

Сущность: подают металл в кристаллизатор , вытягивают из него слиток с переменной скоростью, поддерживают и направляют слиток в поддерживающей системе и охлаждают поверхность слитка вдоль технологической оси по экспоненциальному закону от максимального значения в начале до минимального в ее конце, при этом в нейтральном слое затвердевающей корочки слитка устанавливают температуру 1400- - 1200°С и поддерживают ее постоянной до полного затвердевания слитка. Это позволяет улучшить качество слитков за счет оптимизации режима охлаждения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 22 0 11/124

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1, «4

С) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4842266/02 (22) 03.05.90 (46) 23,10.92. Бюл. N. 39 (71) Металлургический комбинат им.Ильича (72) В,П,Землянский, И,К.Попандопуло, В,M.Ïàðøèí, Г.З.Гизатулин, Э.Н.Шебаниц, А.И.Корниенко, В.В.Акулов, B.А,Патлаха и

И.Г. Губко (56) Патент США

N. 4379482, кл. В 22 0 11/16, 1989, (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ

МЕТАЛЛА

Изобретение относится к металлургии, конкретно к охлаждению непрерывнолитых слитков в процессе непрерывной разливки металла.

Известен способ непрерывной разливки заготовки, в котором в процессе непрерывной разливки осуществляется охлаждение поверхности слитка вдоль технологической оси, при котором изменение температуры поверхности в течение 0,0150,35 времени полного затвердевания осуществляется по экспоненциальному закону до температуры 920 — 1050 С, далее в течение 0,35-1,15 времени полного затвердевания до 550-650 С по прямолинейному закону (авт.св. N 923725, МКИВ22011/00).

Недостатком известного способа является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков, обусловленное подкорковыми трещинами, Это объясняется тем, что не обеспечивается необходимое распределение температурного поля по тол„„5U„„1770052 А1 (57) Сущность подают металл в кристаллизатор, вытягивают из него слиток с переменной скоростью, . поддерживают и направляют слиток в поддерживающей системе и охлаждают поверхность слитка вдоль технологической оси по экспоненциальному закону от максимального значения в начале до минимального в ее конце, при этом в нейтральном слое затвердевающей корочки слитка устанавливают температуру 1400 —1200 С и поддерживают ее постоянной до полного затвердевания слитка. Это позволяет улучшить качество слитков за счет оптимизации режима охлаждения. щине затвердевшей корочки, в результате чего температура образования горячих трещин находится в слоях затвердевшей корочки заготовки, подверженных деформации с растягивающими напряжениями.

Известен способ непрерывной разливки заготовки, в котором в процессе непрерывной разливки осуществлятся охлаждение поверхности заготовки вдоль технологической оси, при котором изменение температуры с момента выхода из кристаллизатора до температуры 950 С производят таким образом, чтобы скорость охлаждения была 4 град/с (Заявка 57130748, Япония, МКИ В 22 11/124, С 21 D

9/ОО);

Неудовлетворительное качество непрерывнолитых заготовок в известном способе, обусловленное появлением подкорковых трещин в непрерывнолитой заготовке, объясняется тем,. что в результате охлаждения поверхности заготовки в процессе непре1770052 рывной разливки, температура образования горя нлх трещин находится в деформированных слоях затвердевшей корочки заготовки.

Наиболее близким к предлагаемому 5 изобретению является способ непрерывной разливки металла, в котором в процессе непрерывной разливки осуществляется охлаждение поверхности заготовки по экспоненциальному закону до 1300 — 900 С 10 со скоростью охлаждения 0,01-1 град/с е поверхностном слое заготовки глубиной до

20 мм.

Однако этот способ не обеспечивает получения качественных непрерывнолитых 15 слитков из-за наличия подкорковых трещин, образующихся в результате растягивающих напряжений (выпучивание корочки заготовки между поддерживающими элементами машины под действием ферростатического 20 давления жидкого металла на затвердев-. шую оболочку заготовки, выпрямление неполностью закристаллизоеавшейся заготовки на радиальных и криволинейных

МНРС и др.условия) в слоях затвердевшей 25 корочки заготовки с температурой образования горячих трещин, которая в зависимости от химического состава стали колеблется в пределах 1400 — 1200 С.

Целью изобретения является улучше- 30 ние качества непрерывнолитой заготовки.

Указанная цель достигается тем, что в кристаллизатор подают жидкий металл, вытягивают из него заготовки с переменной скоростью, поддерживают и направляют в 35 поддерживающей системе, охлаждают поверхность заготовки вдоль технологической оси по экспоненциальному закону от макси ального до минимального B конце, причем . в нейтральном слое затвердевшей корочки 40 заготовки по всей длине заготовки устанавливают температуру в пределах 1400—

1200 С и поддерживают постоянной до полного затвердевания заготовки.

Температура 1400-1200 С является 45 температурным интервалом образования горячих трещин и в каждом конкретном случае зависит от химического состава разливаемой стали, Установление температуры образова- 50 ния горячих трещин в пределах 1400—

1200 С и поддержание ее в нейтральном слое затвердевшей корочки заготовки по всей ее длине до полного затвердевания постоянной обеспечивает снижение количе- 55 ства подкорковых трещин за счет отсутствия напряжений в нейтральном слое, которые возникают в корочке затвердевающей заготовки под действием ее выпучивания между поддерживающими элементами машины от ферростатического давления жидкого металла, а также от выпрямления корочки заготовки на радиальных и криволинейных MHPC. Принципиальное отличие предлагаемого способа от используемого, в котором охлаждение поверхности слитка осуществляется по экспоненциальному закону от максимума в начале до минимума в конце, заключается в том, что за счет оптимизации режима охлаждения в контрольном слое затвердевшей корочки по всей длине заготовки устанавливают температуру в пределах 1400 — 1200 С и поддерживают постоянной до полного затвердевания заготовки. Температура определяется в зависимости от химического состава марки разлиеаемой стали.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения большинства оптимальных признаков заявляемого способа с известными техническими решениями. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого способа непрерывной разливки металла на МНРС критерию "Существенное отличие".

Ниже дан вариант осуществления способа, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Пример 1. На слябовой MHPC криволинейного типа подают жидкую низколегированную (для производства труб 10Г2БТ) сталь в кристаллизатор сечением 250х1650 мм, вытягивают со скоростью 1,0 м/мин, Время полного затвердевания данного сечения заготовки равно 21,5 мин. Заготовка, проходя через поддерживающую систему, выпрямляется, МНРС для охлаждения заготовки оборудована системой вторичного охлаждения, состоящей по длине технологической оси из шести зон (секций) общей длиной 19,66 м и с размерами зон: — 1.095 м; !! — 2,205 м; Ш вЂ” 1,92 м; ч — 2,1 мм;

V — 4,62 м; И вЂ” 6.72 м. Поверхность слитка охлаждается по экспоненциальномч закону от 3,743 м /м2 ч в начале 380 äî 0.138 м /м ч в конце ЗВО (c распределением удельной плотности орошения по зонам: в начале I—

3,74 м /м ч; в конце I и в начале I — 3 08 м /м ч; в конце !! и в начале Ш2,08 м /м ° ч; в конце Ш и в начале И вЂ” 149 м /м ч: в конце !Ч и в начале Ч вЂ” 1,03 м /м - ч; в конце

V и в начале VI — 0,45 м /м ° ч: в конце И—

0,14 м /м ч) за счет подачи хладагента—

3 2 воды по зонам с зоасходами; — 5,6 м /ч; !!

7.6м /ч; Ill — 4,7м /ч; !ЧЗ.бм /ч; V — 3,5м /ч и Ч! 1,5 м /ч. Использование этого режима з охлаждения обеспечивает е нейтральном слое затвердевшей корочки заготовки установку и поддержание температуры 1260 С

1770052 постоянной до полного эатвердевания заготовки, Температура 1260"С для данной марки стали является температурной образования горячих трещин, что и обуславливает необходимость на поддержание ее в 5 нейтральном слое корочки заготовки до полного ее затвердевания. Температура

1260 С вЂ” (температура образования горячих трещин) в нейтральном слое заготовки благодаря оптимальному режиму охлаждения 10 поддерживается постоянной. Аналогично и для всех остальных участков по длине заготовки, до полного ее затведевания, температура 1260 С вЂ” (температура образования горячих трещин для данной марки стали) в 15 нейтральном слое заготовки режимом охлаждения устанавливается и поддержива ется постоянной. Аналогично и для всех остальных участков по длине заготовки, до полного ее затвердения, температу- 20 ра 1260 С- (температура образования горячих трещин для данной марки стали) в нейтральном слое заготовки режимом охлаждения устанавливается и поддерживается постоянной. 25

Отклонение от выбранного оптимального режима охлаждения приводит к тому, что температура (в данном примере 1260 С— температура образования горячих трещин) в нейтральном слое, где отсутствуют напря- 30 жения, не поддерживается постоянной, что приводит к возникновению и дальнейшему развитию подкорковых трещин.

Пример 2. В отличие от первого примера, скорость разливки равна 0,8 35 м/мин. Охлаждение в 3BO MHPC осуществляется пятью зонами с распределением удельной плотности орошения по экспоненциэльному закону от 3,58 м /м ° ч в начале з

ЗВО до 0,25 м /м ч в конце пятой зоны (с 40 распределением удельной плотности орошения по зонам ЗВО МНРС: в начале I-й зоны — 3,58 м /м; в конце I-ой зоны и в

3 2. начале II-й зоны — 2,82 м /м - ч; в конце

2 второй зоны и в начале И1-й зоны — 1,70 45 м /м ч; в конце i I I-й зоны и в начале К-ой з г зоны — 1 1 м /м ч; в конце IV-ой зоны и в

3 г начале V-ой зоны 0.69 и /м . ч; в конце V-ой з г зоны — 0,25 м /м . ч). Зэ счет подачи хлада3 2 гента — по зонам 3BO MHPC с расходами: в 50

1-ой зоне — 5,1 м /ч; во II-ой зоне 6,2 м /ч; в з . з

И1-й зоне — 3,50 м /ч; в И-й зоне — 2,4 м /ч; в V-й зоне 1,9 м /ч. Данный режим обеспе3 чивает постоянство температуры в нейтральном слое затвердевшей корочки заготовки до полного затвердевания, при этом она равна 1260 С (температура образования горячих трещин). При несоблюдении данного режима, постоянство температуры в нейтральном слое затвердевшей корочки заготовки не будет сохраняться, что повлечет попадания температуры образования горячих трещин в области напряженного состояния корочки заготовки и к возникновению подкорковых трещин, Пример 3. Исходные данные аналогично предыдущим примерам за исключением скорости разливки, которая в данном примере равна 0,6 м/мин. Охлаждение при данной скорости разливки в 3 ВО MHPC осуществляется тремя зонами по экспоненциальному закону с распределением удельной плотности орошения по длине поверхности непрерывнолитой заготовки в начале первой зоны — 3,33 м /м . ч и в конце третьей з г зоны 0,69 м /м ч с распределением удель3 2 ной плотности орошения по зонам ЗВО

MHPC: в начале первой эоны 3,33 м /м. ч; в конце I-й зоны и в начале И-й зоны 2,38 м /м ч; в конце И-ой зоны и в начале 1И-й з г зоны — 1,24 мз/м ° ч, в конце Ш-й зоны 0,69 м /м. ч ) эа счет подачи хладагента — воды

3 2 по зонам ЗВО УНРС с расходами: в II-ой зоне — 4,3 м /ч; в И-й зоне — 4,5 м /ч и в! И-й

3 3 зоне — 2,2 м /ч. Данный режим охлаждения з является оптимальным, при заданных условиях, для обеспечения постоянства температуры в нейтральном слое до полной крис-.аллизации непрерывноллтой заготовки (равной 1260 С вЂ” температура образования горячих трещин) и обеспечивает получение качественной непрерывнолитой заготовки. Отклонение оТ оптимального режима охлаждения приведет к непостоянству температуры s нейтральном слое, конкретно температуры образования горячих трещин, раEHîé для данной марки стали I260 С, попадания данной температуры в напряженные области корочки по длине заготовки до полного ее затвердевания, что приведет к возникновению и дальнейшему развитию подкорковых трещин.

Таким образом, поддержание температуры в диапазоне 1400 — 1200 С в нейтральном слое корочки заготовки, в котором отсутствуют напряжения, постоянной, за счет оптимизации режима вторичного охлаждения, создает условие получения непрерывнслитой заготовки беэ трещин, чем и определяется повышение качества металла и эффективность способа.

Формула изобретения

Способ непрерывной разливки металла, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, поддержание и направление слитка в поддерживающей системе и охлаждение поверхности слитка вдоль технологической оси по экспоненциальному закону от максимальнпг .;,1770052

Составитель В.Землянский

Редактор Техред М.Моргентал Корректор О.Юрковецкая

Заказ 3697 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 температуры в начале до минимального в ее конце,отличающийсятем,что,сцелью улучшения качества слитков за счет оптимизации режима охлаждения, в нейтральном слое затвердевающей корочки слитка устанавливают температуру 1400 — 1200 С и поддерживают ее постоянной до полного затвердевания слитка.