Способ непрерывной разливки ферросплава

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к разливке сплава с широким интервалом кристаллизации и большим химическим сродством элементов для модифицирования и рафинирования стали и чугуна. Способ основан на подаче расплава при температуре выше температуры его плавления непосредственно из печи в емкость - кристаллизатор, образованную двумя вращающимися сопряженными охлаждаемыми валками с ребордами, его намораживание на валках и прокатку в ленту. Валкам сообщают вращение навстречу расплаву, подаваемому при температуре перегрева 130-200^oC, а на валках намораживают две ленты со скоростью 20-40 м/мин. Способ обеспечивает технологичность процесса разливки, высокое качество сплава, экономию электрической энергии и материалов, а также высокий выход годного. 1 табл. 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к разливке ферросплава с высокой температурой плавления и широким интервалом кристаллизации для модифицирования стали и чугуна.

Известны способы [1,2] непрерывного литья жидкого слива на вращающиеся водоохлаждаемые валки, включающие намораживание расплава на валках и прокатку его в ленту.

В соответствии с указанными способами намораживание расплава осуществляют со скоростью менее 18 м/мин [1], а перегрев сплава выше температуры его плавления составляет 60-120^oC [2].

Недостатком способа [1] является относительно низкая скорость намораживания. Это приводит к увеличению продолжительности разливки жидкого сплава и при небольшом перегреве расплава к неполному его сливу из печи и уменьшению выхода годного. Указанные недостатки усугубляются при разливке сплава, имеющего широкий интервал кристаллизации и большую вязкость.

В основу изобретения положена задача создать технологический и экономический способ разливки сплава, обеспечивающий полный слив расплава при достаточном его перегреве. Это достигается тем, что расплав подают в зону кристаллизации из печи за время, не превышающее 60 с при скорости намораживания более 20 м/мин. При этом температура расплава в отключенной печи к концу разливки в сравнении с ее началом снижается всего на 10 - 20^oC. Указанная величина соответствует точности измерения температуры высокотемпературных расплавов.

Для решения этой задачи в способе непрерывной разливки сплава включающем подачу расплава непосредственно из печи в емкость кристаллизатор, образованную двумя вращающимися сопряженными охлаждаемыми с ребордами, его намораживание на валках и прокатку в ленту, согласно изобретению валкам сообщают вращение навстречу расплаву, подаваемому при температуре перегрева 130-200^oC, а на валках намораживают две ленты со скоростью 20 - 40 м/мин.

Указанный температурный интервал перегрева расплава и скорость намораживания обусловлены необходимостью быстрого и полного слива расплава из печи, техническими возможностями существующих плавильных агрегатов и экономическими показателями.

В случае превышения верхнего предела температуры перегрева (более 200^oC) увеличиваются потери элементов сплава за счет их окисления и испарения, что затрудняет получение сплава заданного химического состава. Наряду с этим увеличивается удельный расход электрической энергии.

Уменьшение перегрева ниже нижнего предела (менее 130^oC) приводит к резкому увеличению его вязкости вследствие недостаточного ослабления связей в интерметаллидах (Mg₂Si, CaSi, FeSi и др.) и к большой неоднородности сплава. Кроме того, часть расплава при разливке остается в печи.

Увеличение скорости намораживания выше верхнего предела (более 40 м/мин) повышает удельную тепловую нагрузку на валки выше допустимой величины (более 7 МВт/м²) [2]. Указанный предел определяется также реальной скоростью наклона существующих печей.

Нижний предел скорости намораживания (20 м/мин) обусловлен тем, что при дальнейшем уменьшении этого параметра температура расплава к концу разливки снизится более чем на 20^oC, что затруднит полный его слив из печи.

На фиг. 1 - устройство для непрерывной разливки ферросплава, на фиг. 2 - вид сверху фиг. 1.

Способ осуществляют следующим образом. Жидкий сплав 1, перегретый на 130 - 200^oC выше температуры плавления, сливают из печи в емкость 2 кристаллизатора, образованную сопряженными поверхностями двух валков 3 с ребордами 4 и вращающимися навстречу подаваемому расплаву. Из емкости кристаллизатора на поверхностях валков и реборд расплав кристаллизуется в виде двух лент 5. Съем и частичное дробление сплава осуществляют ролики 6 и ножи 7.

В отличие от известного способа, в котором подают в зону кристаллизации с низкой скоростью намораживания (менее 18 м/мин) из-за ограниченной поверхности кристаллизации, в предлагаемом способе большая скорость намораживания и быстрая подача расплава из печи за время не превышающего 60 с обеспечивают возможность снижения до минимума температуры расплава за время разливок. Высокая скорость намораживания резко снижает потери сплава за счет испарения и окисления кислородом воздуха. Снижение окисленности сплава и соответственно содержание в нем оксидов химически активных элементов (MgO, CaO и др.) улучшают качество сплава.

Указанные особенности предложенного способа обеспечивают высокое качество сплава, экономию электрической энергии и материалов и высокий выход годного.

Пример. Для проведения сравнительных испытаний известного и предложенного способов оценивают удельный расход электрической энергии на тонну готовой продукции и выход годного. Сплав, а именно комплексный модификатор марки ФСМг5 выплавляют в индукционной печи ИСТ - 0,16, перегревают от 100 до 200^oC выше температуры плавления и разливают при скорости намораживания от 15 до 40 м/мин. Результаты испытаний представлены в таблице.

Из таблицы следует, что при разливке модификатора известным и предлагаемым способами удельный расход электрической энергии уменьшается на 19 - 23%, а выход годного увеличивается на 35 - 38%.

Предлагаемый способ может быть использован на металлургических и машиностроительных предприятиях для разливки широкой гаммы черных и цветных сплавов.

Источники информации 1. Э. Германн. Непрерывное литье. М.: Гостехиздат 1961. с. 15, рис.2 2. В. А. Ефимов, Г. А. Анисович, В.Н.Бабич Специальные способы литья. Справочник и др. М.: Машиностроение. 1991 с. 571.

Формула изобретения

Способ непрерывной разливки ферросплава, включающий подачу расплава непосредственно из печи в емкость-кристаллизатор, образованную двумя вращающимися сопряженными охлаждаемыми валками с ребордами, его намораживание на валках и прокатку в ленту, отличающийся тем, что валкам сообщают вращение навстречу расплаву, подаваемому при температуре перегрева 130 - 200^oC, а на валках намораживают две ленты со скоростью 20 - 40 м/мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 21.05.2002

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2003

Извещение опубликовано: 10.11.2003        

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:ООО "НПП "Технология"

(73) Патентообладатель:ООО "Промышленная компания "Новые перспективные продукты"

Договор № 20240 зарегистрирован 08.10.2004

Извещение опубликовано: 10.12.2004        БИ: 34/2004

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 21.05.2007

Извещение опубликовано: 20.04.2008        БИ: 11/2008

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 21.05.2009

Дата публикации: 27.01.2011