Способ непрерывного литья слитков

 

Способ непрерывного литья слитков включает подачу металла в кристаллизатор из промежуточного ковша через погружной разливочный стакан, создание над мениском металла в кристаллизаторе камеры избыточного давления и поддержание на мениске металла в кристаллизаторе давления, равного ферростатическому давлению столба жидкого металла высотой от мениска металла в кристаллизаторе до его мениска в промежуточном ковше, вытягивание слитка из кристаллизатора и сообщение кристаллизатору возвратно-поступательного перемещения. При этом в процессе литья в камеру избыточного давления осуществляют подачу шлаковой смеси с поддержанием ее слоя постоянной толщины, а подачу металла в кристаллизатор производят с линейной скоростью, равной 2,0 25,0 величины линейной скорости вытягивания слитка. Подачу шлаковой смеси в камеру избыточного давления производят под давлением, величина которого не менее величины ферростатического давления столба металла над его мениском в кристаллизаторе, а объем камеры избыточного давления в процессе литья сохраняют постоянным.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов и сплавов.

Известен способ непрерывного литья слитков, включающий подачу металла в кристаллизатор из промежуточного ковша через погружной разливочный стакан, подачу инертного газа, поддержание на мениске металла в кристаллизаторе давления, равного ферростатическому давлению столба жидкого металла высотой от мениска металла в кристаллизаторе до его мениска в промежуточном ковше, и вытягивание слитка из кристаллизатора с изменением скорости в обратно пропорциональной зависимости от величины этого давления, при этом перед подачей металла в кристаллизатор на его торец устанавливают плиту, а затем подают шлаковую смесь вместе с инертным газом через погружной разливочный стакан [1] Основным недостатком этого способа является неудовлетворительное качество отливаемых слитков из-за наличия большого количества неметаллических включений, вовлекаемых в тело слитка инертным газом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ непрерывного литья слитков, включающий подачу металла в кристаллизатор из промежуточного ковша через погружной разливочный стакан, создание над мениском металла в кристаллизаторе камеры избыточного давления и поддержание на мениске металла в кристаллизаторе давления, равного ферростатическому давлению столба жидкого металла высотой от мениска металла в кристаллизаторе до его мениска в промежуточном ковше, вытягивание слитка из кристаллизатора и сообщение кристаллизатору возвратно-поступательного перемещения [2] Основными недостатками прототипа являются низкое качество поверхности отливаемых слитков из-за наличия складок, нестабильность процесса литья, наличие неметаллических включений и неудовлетворительная макроструктура слитков.

Техническим результатом изобретения является уменьшение содержания неметаллических включений, улучшение макроструктуры слитков, улучшение качества поверхности и отсутствие складок, а также повышение стабильности процесса литья слитков.

Это достигается тем, что в способе непрерывного литья слитков, включающем подачу металла в кристаллизатор из промежуточного ковша через погружной разливочный стакан, создание над мениском металла в кристаллизаторе камеры избыточного давления и поддержание на мениске металла в кристаллизаторе давления, равного ферростатическому давлению столба жидкого металла высотой от мениска металла в кристаллизаторе до его мениска в промежуточном ковше, вытягивание слитка из кристаллизатора и сообщение кристаллизатору возвратно-поступательного перемещения, согласно изобретению в процессе литья в камеру избыточного давления осуществляют подачу шлаковой смеси с поддержанием ее слоя постоянной толщины, а подачу металла в кристаллизатор производят с линейной скоростью, равной 2,0-25,0 величины линейной скорости вытягивания слитка, при этом подачу шлаковой смеси в камеру избыточного давления производят под давлением, величина которого не менее величины ферростатического давления столба металла над его мениском в кристаллизаторе, а объем камеры избыточного давления в процессе литья сохраняют постоянным.

Способ непрерывного литья слитков осуществляют следующим образом.

После ввода затравки в кристаллизатор в его рабочую полость подают шлаковую смесь в объеме, равном половине рабочего объема кристаллизатора. Затем в верхнюю часть кристаллизатора устанавливают стальную крышку, конфигурация которой соответствует конфигурации поперечного сечения рабочей полости кристаллизатора. Зазоры между крышкой и стенками кристаллизатора герметизируют и образуют замкнутый объем. После наезда на рабочую позицию опускают промежуточный ковш, вводя погружной разливочный стакан в отверстие крышки. Зазоры между разливочным стаканом и стенками отверстия крышки также герметизируют. При наполнении промежуточного ковша металл начинает поступать в кристаллизатор через разливочный стакан, а воздух, находящийся в полости кристаллизатора, вытесняется металлом и уходит в атмосферу через клапан, вмонтированный в крышку кристаллизатора. После наполнения кристаллизатора металлом включают систему возвратно-поступательного перемещения кристаллизатора и начинают вытягивание формирующейся заготовки. В течение разливки крышка кристаллизатора остается неподвижной и не меняет своего положения при возвратно-поступательном перемещении кристаллизатора. Таким образом, над мениском металла в кристаллизаторе образуется камера избыточного давления, объем которой в процессе разливки остается постоянным при неизменном уровне металла в кристаллизаторе. При этом давление на мениске металла в кристаллизаторе равно ферростатическому давлению столба жидкого металла высотой от мениска металла в кристаллизаторе до его мениска в промежуточном ковше. Металл подают в кристаллизатор сечением 300х360 мм через погружной разливочный стакан. Скорость разливки составляет 0,6 м/мин, а линейная скорость металла в разливочном стакане 8,6 м/мин. В процессе разливки на зеркало металла в кристаллизаторе постоянно подают шлаковую смесь, толщина которой на мениске составляет 320 мм. Шлаковую смесь подают под давлением, величина которого не менее ферростатического давления столба жидкого металла над его мениском в кристаллизаторе. Высота столба жидкого металла составляет 1200 мм. Так как уровень металла в кристаллизаторе остается постоянным, то и объем камеры избыточного давления также постоянен, что исключает образование складок на поверхности формирующегося слитка. Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить содержание неметаллических включений в слитке в 1,5-2,0 раза, снизить отсортировку слитков по дефектам поверхности на 70-80% и повысить стабильность процесса разливки за счет предотвращения затягивания канала разливочного стакана, особенно при разливке стали, раскисленной алюминием.

Формула изобретения

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ, включающий подачу металла в кристаллизатор из промежуточного ковша через погружной разливочный стакан, создание над мениском металла в кристаллизаторе камеры избыточного давления и поддержание на мениске металла в кристаллизаторе давления, равного ферростатическому давлению столба жидкого металла высотой от мениска металла в кристаллизаторе до его мениска в промежуточном ковше, вытягивание слитка из кристаллизатора и сообщение кристаллизатору возвратно-поступательного перемещения, отличающийся тем, что в камеру избыточного давления осуществляют подачу шлаковой смеси с поддержанием ее слоя постоянной толщины, а подачу металла в кристаллизатор производят с линейной скоростью, равной 2,0-25,0 величины линейной скорости вытягивания слитка, при этом подачу шлаковой смеси в камеру избыточного давления производят под давлением, величина которого не менее величины ферростатического давления столба металла над его мениском в кристаллизаторе, а объем камеры избыточного давления в процессе литья сохраняют постоянным.