Способ непрерывной разливки металла

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов. Цель - улучшение качества непрерывнолитных слитков. В кристаллизатор подают металл, вытягивают из кристаллизатора слиток, подают на мениск металла в кристаллизаторе шлаковую смесь, сообщают кристаллизатору возвратно-поступательное движение, охлаждают стенки кристаллизатора проточной водой, поддерживают и направляют слиток в зоне вторичного охлаждения при помощи разрезных роликов с промежуточными опорами, охлаждают поверхность слитка охладителем, распыливаемым форсунками, регулируют частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора, а также измеряют смещение роликов относительно технологической оси. В процессе непрерывной разливки определяют смещение промежуточной опоры и в момент превышения этого смещения величины 0,0005 - 0,006 толщины слитка увеличивают частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора на 10 - 50% от рабочего значения, а при последующем уменьшении этого смещения до 0,0001 - 0,002 толщины слитка уменьшают частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора до рабочего значения. Измерение смещения промежуточной опоры производят на расстоянии от нижнего торца кристаллизатора, равном 0,5 - 5,0 толщины слитка. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка, подачу на мениск металла в кристаллизаторе шлаковой смеси, сообщение кристаллизатору возвратно-поступательного движения, охлаждение стенок кристаллизатора проточной водой, поддержание и направление слитка в зоне вторичного охлаждения при помощи роликов, охлаждение поверхности слитка охладителем, распыливаемым форсунками, регулирование частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора [1] Недостатком этого способа является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков.

Исследованиями установлено, что измерение величины смешения ролика или его промежуточной опоры является критерием оценки толщины и прочности оболочки слитка на выходе из кристаллизатора. Своевременное изменение частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора позволяет в этих условиях регулировать размеры и параметры складок, возникающих при движении кристаллизатора. В результате уменьшается глубина складок, что увеличивает прочность оболочки слитка на выходе из кристаллизатора. Кроме того, изменение частоты движения кристаллизатора приводит к изменению теплоотвода от слитка в кристаллизаторе.

В известном способе отсутствие изменения частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора в зависимости от величины смещения промежуточной опоры разрезного ролика приводит к образованию трещин в слитке и прорыва металла под кристаллизатором.

Цель изобретения улучшение качества непрерывнолитых слитков.

Цель достигается тем, что в кристаллизатор подают металл, вытягивают из кристаллизатора слиток, подают на мениск металла в кристаллизаторе шлаковую смесь, сообщают кристаллизатору возвратно-поступательное движение, охлаждают стенки кристаллизатора проточной водой, поддерживают и направляют слиток в зоне вторичного охлаждения при помощи разрезных роликов с промежуточными опорами, охлаждают поверхность слитка охладителем, распыливаемым форсунками, регулируют частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора, а также измеряют смещение роликов относительно технологической оси.

В процессе непрерывной разливки определяют смещение промежуточной опоры и в момент превышения этого смещения величины 0,0005-0,006 толщины слитка увеличивают частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора на 10-50% от рабочего значения, а при последующем уменьшении этого смещения до 0,0001-0,002 толщины слитка уменьшают частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора до рабочего значения, при этом измерение смещения промежуточной опоры производят на расстоянии от нижнего торца кристаллизатора, равном 0,5-5,0 толщины слитка.

Улучшение качества непрерывнолитых слитков происходит вследствие изменения частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора в зависимости от текущего значения величины смещения промежуточной опоры разрезного ролика. В этих условиях увеличивается прочность оболочки, что уменьшает ее прогиб, величину выпучивания между роликами и, как следствие, снижает брак слитков по внутренним и наружным трещинам, а также прорывы металла под кристаллизатором.

Диапазон значений перемещения промежуточной опоры в пределах 0,0005-0,006 толщины слитка, после чего начинают увеличивать частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора, объясняется закономерностями формирования и кристаллизации оболочки слитка в кристаллизаторе. При меньших значениях смещение промежуточной опоры соизмеримо с перемещениями вследствие наличия на поверхности слитка складок, образующихся при возвратно-поступательном движении кристаллизатора. При больших значениях возможно образование внутренних и наружных трещин в слитке, а также прорыва металла под кристаллизатором.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от толщины отливаемого слитка.

Диапазон значений перемещения промежуточной опоры в пределах 0,0001-0,002 толщины слитка, после чего уменьшают частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора до рабочего значения, объясняется закономерностями формирования и кристаллизации оболочки слитка. При меньших значениях перемещение промежуточной опоры соизмеримо с перемещениями, вызванными складками на поверхности слитка, образующимися при возвратно-поступательном движении кристаллизатора. При больших значениях возможно образование внутренних и наружных трещин в слитке, а также возможны прорывы металла под кристаллизатором вследствие большой деформации прогиба оболочки слитка.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от толщины отливаемого слитка.

Диапазон значений увеличения частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора в пределах 10-50% от рабочего значения объясняется закономерностями формирования слитка в кристаллизаторе. При меньших значениях глубина складок на поверхности слитка будет увеличиваться сверх необходимых размеров. При больших значениях увеличиваются энерго-силовые параметры механизма движения кристаллизатора сверх допустимых значений.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от рабочего значения частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора.

Диапазон расстояний от нижнего торца кристаллизатора до промежуточной опоры, где производятся измерения ее перемещения, в пределах 0,5-5 толщин слитка объясняется закономерностями формирования и затвердевания оболочки слитка. При меньших значениях невозможно обеспечить расположение измерительных средств вблизи нижнего торца кристаллизатора. При больших значениях точность измерения смещения опоры будет недостаточной вследствие возникновения на поверхности слитка грубых складок и неровностей.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от толщины отливаемого слитка.

Способ непрерывной разливки металлов осуществляют следующим образом.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подают сталь марки 3сп и вытягивают из него слиток прямоугольного сечения с переменной скоростью. В зоне вторичного охлаждения слиток поддерживают и направляют при помощи разрезных роликов с промежуточными опорами, смонтированных на рамах. Слиток охлаждают водой, распыливаемой форсунками, установленными между роликами.

В процессе непрерывной разливке металлов определяют смещение промежуточной опоры и в момент превышения этого смещения величины 0,0005-0,006 толщины слитка увеличивают частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора на 10-50% от рабочего значения, а при уменьшении этого смещения до 0,0001-0,002 толщины слитка уменьшают частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора до рабочего значения. При этом измерение смещения промежуточной опоры производят на расстоянии от нижнего торца кристаллизатора в пределах 0,5-5,0 толщины слитка.

Определение смещения промежуточной опоры производят посредством применения источника направленного излучения, например лазера, оптического отражателя, например зеркала, и приемника излучения, например ПЗС-линейки, которые расположены в изолированном кожухе. Кожух расположен в корпусе рамы вдоль ролика. Корпус промежуточной опоры смонтирован с зазором на корпусе рамы с возможностью перемещения и крепится к раме при помощи тяг, снабженных пружинами сжатия. Тяги проходят через раму внутрь кожуха, на одной из которых расположен приемник излучения или отражатель. Источник направленного излучения установлен с торца кожуха. В процессе разливки при смещении промежуточной опоры под действием неровностей на поверхности слитка и при выпучивании его оболочки происходит смещение тяги вместе с приемником излучения или отражателем.

В таблице приведены примеры осуществления способа непрерывной разливки металлов при различных технологических параметрах.

Кристаллизатору сообщают возвратно-поступательное движение по синусоидальному закону с переменной частотой и амплитудой смещения.

В первом примере вследствие незначительного увеличения частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора глубина поверхностных складок будет превосходить допустимые значения. В этом случае уменьшается прочность оболочки слитка, что приводит к образованию в слитке трещин и прорывам металла под кристаллизатором.

В пятом примере вследствие значительного увеличения частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора энергосиловые параметры механизма движения кристаллизатора будут превосходить допустимые значения.

В шестом примере, прототипе, вследствие постоянства частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора в условиях смещения промежуточной опоры разрезного ролика в слитках будут возникать внутренние и наружные трещины, а также будут происходить прорывы металла.

В примерах 2-4 будет сокращаться брак слитков по внутренним и наружным трещинам, а также будут устраняться прорывы металла вследствие своевременного увеличения частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора при смещении промежуточной опоры разрезного ролика.

В общем случае измерение смещения может производиться одновременно на нескольких промежуточных опорах по длине одного разрезного ролика.

Сигнал о величине смещения промежуточной опоры передается в АСУ непрерывной разливки металлов, где производится выдача команд на изменение частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора.

Применение предлагаемого способа позволяет сократить брак слитков по внутренним и наружным трещинам на 0,6%

Формула изобретения

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА преимущественно с использованием разрезных роликов с промежуточными опорами, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из кристаллизатора слитка, подачу на мениск металла в кристаллизаторе шлаковой смеси, сообщение кристаллизатору возвратно-поступательного движения, охлаждение стенок кристаллизатора проточной водой, поддержание и направление слитка в зоне вторичного охлаждения при помощи роликов, охлаждение поверхности слитка охладителем, распыливаемым форсунками, регулирование частоты возвратно-поступательного движения кристаллизатора, отличающийся тем, что в процессе непрерывной разливки определяют величину смещения промежуточной опоры и в момент превышения этой величиной 0,0005 0,006 толщины слитка увеличивают частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора на 10 50% от рабочего значения, а при последующем уменьшении этой величины до 0,0001 0,002 толщины слитка уменьшают частоту возвратно-поступательного движения кристаллизатора до рабочего значения, при этом измерение величины смещения промежуточной опоры производят на расстоянии от нижнего торца кристаллизатора в пределах 0,5 5,0 толщин слитка.

РИСУНКИ

Рисунок 1