Способ непрерывного литья прямоугольных слитков

 

При непрерывном литье прямоугольных слитков в сборный, состоящий из 4-х рабочих стенок кристаллизатор подают металл, вытягивают из кристаллизатора слиток с переменной скоростью, прижимают широкие рабочие стенки к торцам узких рабочих стенок и перемещают узкие стенки относительно широких при изменении ширины вытягиваемого слитка. В процессе разливки измеряют усилие прижима широких стенок к торцам узких стенок, при этом в начале вытягивания слитка усилие прижима увеличивают до 1,8-2,5 P, а при перемещении узких стенок усилие прижима уменьшают до 0,5-0,8 P, где P - рабочее усилие прижима широких и узких стенок кристаллизатора. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известен способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в сборный, состоящий из четырех рабочих стенок кристаллизатор и вытягивание из него слитка с переменной скоростью. В процессе непрерывной разливки широкие рабочие стенки стягивают при помощи тяг. Усилие прижатия широких рабочих стенок к торцам узких стенок в процессе разливки не изменяют [1].

Недостатками известного способа являются низкие стойкость рабочих стенок кристаллизатора и производительность процесса и брак слитков по качеству поверхности. Это объясняется тем, что в процессе разливки не изменяют усилия прижима широких стенок кристаллизатора к узким стенкам. В этих условиях в начале процесса разливки, когда корпус кристаллизатора не прогрелся от жидкого металла, происходит коробление как корпуса, так и рабочих стенок. В результате образуются зазоры между торцами узких стенок и поверхностью широких стенок по длине кристаллизатора. В эти зазоры затекает металл, что вызывает разрывы оболочки слитка, брак поверхности слитка, порывы металла под кристаллизатором и выходом из строя рабочих стенок.

Наиболее близким по технической сущности является способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в сборный, состоящий из четырех рабочих стенок кристаллизатор и вытягивание из него слитка с переменной скоростью. В процессе непрерывной разливки широкие рабочие стенки стягивают при помощи тяг, при этом широкие рабочие стенки подпружинивают при помощи набора тарельчатых пружин. Усилие прижатия широких рабочих стенок к торцам узких стенок в процессе разливки не изменяют. Узкие стенки имеют возможность перемещения относительно широких стенок [2].

Недостатками известного способа являются низкие стойкость рабочих стенок кристаллизатора и производительность процесса разливки и брак слитков по качеству поверхности. Это объясняется тем, что в процессе разливки не изменяют усилия прижима широких стенок кристаллизатора к узким стенкам. В этих условиях в начале процесса разливки, когда корпус кристаллизатора не прогрелся от жидкого металла, происходит коробление как корпуса, так и рабочих стенок. Кроме того при перемещении узких стенок относительно широких стенок при изменении ширины вытягиваемого слитка необходимы большие усилия для перемещения узких стенок, что вызывает быстрый износ стенок. При этом в широких стенках возникают вмятины от торцов узких стенок. В образовавшиеся щели и зазоры по высоте кристаллизатора затекает металл, что вызывает разрывы оболочки слитка, брак поверхности слитка, прорывы металла под кристаллизатором и выход из строя рабочих стенок.

Цель изобретения - повышение производительности процесса разливки, стойкости кристаллизатора и улучшение качества поверхности слитков.

Цель достигается тем, что в сборный, состоящий из четырех рабочих стенок кристаллизатор подают металл, вытягивают из кристаллизатора слиток с переменной скоростью, прижимают широкие рабочие стенки к торцам узких рабочих стенок, а также перемещают узкие стенки относительно широких при изменении ширины вытягиваемого слитка.

В процессе непрерывной разливки изменяют усилие прижима широких стенок к торцам узких стенок, при этом в течение 5-15 мин с момента начала вытягивания слитка усилие прижима увеличивают до 1,8-2,5 Р, а при перемещении узких стенок усилие прижима уменьшают до 0,5-0,8Р, где Р - рабочее усилие прижима широких стенок к торцам узких стенок в процессе разливки в стационарных условиях.

Повышение производительности процесса разливки будет происходить вследствие устранения коробления стенок кристаллизатора и образования зазоров между ними в начале процесса разливки, что снижает прорывы металла под кристаллизатором.

Повышение стойкости кристаллизатора будет происходить вследствие снижения износа стенок кристаллизатора в начальный период разливки и при перемещении узких стенок кристаллизатора.

Улучшение качества поверхности слитков будет происходить вследствие устранения надрывов оболочки слитка при затекании металла в зазоры между узкими и широкими рабочими стенками.

Диапазон значений времени в пределах 5-15 мин, после чего уменьшают усилие прижима широких стенок к торцам узких стенок после начала вытягивания слитка, объясняется закономерностями прогрева рабочих стенок и корпуса кристаллизатора теплом от жидкого металла и выравнивания температуры по всему кристаллизатору. При меньших значениях будет происходить коробление корпуса и рабочих стенок образованием зазоров между ними. При больших значениях возможно образование вмятин на поверхности широких стенок от торцов узких стенок вследствие нагрева стенок от жидкого металла.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от периметра отливаемого слитка.

Диапазон значений увеличения усилий прижима широких стенок к торцам узких стенок в пределах 1,8-2,5 от рабочего значения объясняется закономерностями деформации стенок и корпуса кристаллизатора при нагреве от жидкого металла. При меньших значениях будет происходить деформация стенок и корпуса кристаллизатора в начальный период разливки. При больших значениях на поверхности широких стенок будут образовываться вмятины от торцов узких стенок, что вызывает выход из строя стенок.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от ширины отливаемого слитка.

Диапазон значений уменьшения усилий прижима широких стенок к торцам узких стенок в пределах 0,5-0,8 от рабочего значения объясняется усилиями трения при перемещении торцов узких стенок относительно широких стенок в случае изменения ширины отливаемого слитка. При меньших значениях будут образовываться зазоры между стенками, куда будет затекать металл. При больших значениях будут необходимы значительные усилия для передвижения узких стенок, что вызовет их быстрый износ и выход из строя.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от ширины отливаемого слитка.

Анализ патентной и научно-технической литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с отличительными признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "Изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен кристаллизатор, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Кристаллизатор для осуществления способа непрерывной разливки металлов состоит из широких 1 и узких 2 рабочих стенок с каналами 3, опорных плит 4 и 5 корпуса кристаллизатора, тяг 6, гидроцилиндров 7 с поршнями 8. Позицией 9 обозначен слиток.

Способ непрерывной разливки металлов осуществляют следующим образом.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки в рабочую полость кристаллизатора, образованную широкими 1 и узкими 2 рабочими стенками, подают сталь марки 3сп и вытягивают слиток 9 с переменной скоростью.

По каналам 3 в рабочих стенках 1 и 2 подают охлаждающую воду. Кристаллизатору сообщают возвратно-поступательное движение. Рабочие стенки 1 и узкие стенки 2 прикреплены шпильками к опорным плитам соответственно 4 и 5 корпуса кристаллизатора.

Широкие стенки 1 прижимают к торцам узких стенок 2 при помощи тяг 6, пропущенных через отверстия в опорных плитах 4. Тяги 6 одновременно являются штоками гидроцилиндров 7 и соединены с поршнями 8.

Узкие стенки 2 смонтированы с возможностью перемещения относительно широких стенок 1 при изменении ширины отливаемого слитка под действием специального привода (не показан).

В процессе непрерывной разливки изменяют усилие прижима широких стенок 1 к торцам узких стенок 2 изменением давления над поршнем 8 в гидроцилиндре 7.

В процессе непрерывной разливки изменяют усилие прижима широких стенок к торцам узких стенок, при этом в течение 5-15 мин с момента начала вытягивания слитка усилие прижима увеличивают до 1,8-2,8Р, а при перемещении узких стенок усилие прижима уменьшают до 0,5-0,8Р, где Р - рабочее усилие прижима широких стенок к торцам узких стенок в процессе разливки в стационарных условиях.

Давление жидкости во всех гидроцилиндрах 7 изменяют одновременно с одинаковой интенсивностью, при этом число гидроцилиндров должно быть не менее двух.

В таблице приведены примеры осуществления способа непрерывной разливки металлов с различными технологическими параметрами.

В первом примере в начале вытягивания слитка будут образовываться зазоры между широкими и узкими стенками вследствие недостаточного времени разливки с увеличенными усилиями в гидроцилиндрах, а также недостаточно большого этого усилия. Кроме того, в этом примере недостаточна величина усилия при перемещении узких стенок в случае изменения ширины отливаемого слитка. В этих условиях жидкий металл будет затекать в образовавшиеся зазоры, что вызовет прорывы металла под кристаллизатором, уменьшится стойкость рабочих стенок и увеличится брак слитков по качеству поверхности слитков.

В пятом примере на поверхности широких стенок будут образовываться вмятины вследствие длительного и чрезмерного приложения усилий на торцы узких стенок. Кроме того вследствие большого усилия на торцы узких стенок при их перемещении в случае изменения ширины отливаемого слитка происходит быстрый износ стенок кристаллизатора.

В шестом примере, прототипе, будут снижаться стойкость рабочих стенок кристаллизатора и, как следствие, производительность процесса разливки, увеличивается брак слитков из-за отсутствия изменения усилий широких стенок на узкие. В этих условиях образуются зазоры между широкими и узкими стенками, происходит их быстрый износ, что вызывает прорывы металла под кристаллизатором.

В примерах 2-4 вследствие устранения коробления стенок кристаллизатора при увеличенном усилии прижатия не будут происходить прорывы металла под кристаллизатором. При этом снижается износ стенок, устраняются разрывы оболочки слитка.

Применение способа позволяет увеличить производительность процесса непрерывной разливки на 1,4% и снизить брак слитков по качеству поверхности на 1,2%.

Формула изобретения

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ СЛИТКОВ, включающий подачу металла в сборный кристаллизатор, вытягивание из кристаллизатора слитка с переменной скоростью, прижатие широких рабочих стенок к торцам узких рабочих стенок и перемещение узких стенок относительно широких стенок при изменении ширины вытягиваемого слитка, отличающийся тем, что в процессе непрерывной разливки изменяют усилие прижима широких стенок к торцам узких стенок, при этом в начале вытягивания слитка в течение 5 - 15 мин усилие прижима увеличивают до 1,8 - 2,5 P, а при перемещении узких стенок усилие прижима уменьшают до 0,5 - 0,8 P, где P - рабочее усилие прижима широких стенок к торцам узких стенок в процессе разливки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3