Способ одно- и многоручьевого непрерывного литья сортовых заготовок

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее - к способам непрерывного литья сортовых заготовок в двухвалковом кристаллизаторе. Технический результат изобретения заключается в повышении качества поверхности сортовых заготовок за счет максимального гашения кинетической энергии подаваемого расплава и сохранения шлака жидким на поверхности расплава. Способ одно- и многоручьевого непрерывного литья сортовых заготовок включает подачу расплава в двухвалковый кристаллизатор двумя струями с направлением потоков к поверхностям горизонтальных валков, кристаллизацию расплава в валках и прокатку его в полосу. Потоки расплава в межвалковом зазоре на глубине 0,01 - 0,05 высоты жидкой ванны направляют под углом -20 ... +25^o к поверхности ванны расплава, а поверхность расплава защищают слоем шлака. Прокатке в полосу подвергают участки затвердевшего по обе стороны от заготовки расплава. Расплав подают отдельными парами струй для каждой заготовки или общими для 2 - 4 заготовок парами струй, при этом струи в первом случае могут быть щелеобразными. 3 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к способами одно- и моногоручьевого непрерывного литья сортовых заготовок.

Известен способ одноручьевого непрерывного литья сортовых заготовок, включающий подачу расплава в двухвалковый кристаллизатор, кристаллизацию расплава в валках и прокатку в полосу участков затвердевшего по обе стороны от заготовки расплава, в котором отливают заготовку с поперечным сечением в виде овала или уголка, близкого к сечению готового проката, а расплав подают одной вертикальной струей (заявка Великобритании N 2279595, кл. B 22 D 11/06, приоритет от 15.06.94).

Недостатком известного способа является низкое качество готового проката, поскольку при использовании способа поверхность заготовки поражена заплесками и заливинами и сопутствующими им поперечными и продольными трещинами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является могущий быть использованным для одно- и многоручьевого непрерывного литья сортовых заготовок способ, включающий подачу расплава в двухвалковый кристаллизатор двумя струями с направлением потоков к поверхностям горизонтальных валков, кристаллизацию расплава в валках и прокатку его в полосу, в которой отливают ленту, при этом потоки расплава в межвалковом пространстве на глубине 0,1 - 0,2 высоты жидкой ванны направляют к поверхности валков параллельно поверхности ванны расплава и прокатывают закристаллизовавшийся в валках расплав по всей ширине заготовки (авт. св. СССР N1528606, кл. B 22 D 11/06, приоритет от 06.07.87).

Недостатком прототипа является низкое качество готового проката, поскольку при его использовании поверхность сортовых заготовок будет поражена заплесками и заливинами и сопутствующими им поперечными и продольными трещинами.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества поверхности сортовых заготовок за счет максимального гашения кинетической энергии подаваемого расплава и одновременного обеспечения требующейся для сохранения шлака жидким температуры расплава на его поверхности.

Результат достигают тем, что в известном способе одно- и многоручьевого непрерывного литья сортовых заготовок, включающем подачу расплава в двухвалковый кристаллизатор двумя струями с направлением потоков к поверхностям горизонтальных валков, кристаллизацию расплава в валках и прокатку его в полосу, согласно изобретению потоки расплава в межвалковом зазоре на глубине 0,01 - 0,05 высоты жидкой ванны направляют под углом -20...+25^o к поверхности ванны расплава и поверхность расплава защищают слоем шлака, а прокатке в полосу подвергают участки затвердевшего по обе стороны от заготовки расплава. Расплав подают отдельными парами струй для каждой заготовки или общими для 2-4 заготовок парами струй, при этом струи в первом случае могут быть щелеобразными.

Заявленная совокупность существенных признаков, а именно регламентированные глубина и угол направления потоков расплава в жидкой ванне, защита поверхности расплава слоем шлака и прокатка в полосу участков затвердевшего по обе стороны от заготовки расплава, обеспечивает исключение заплесков и заливин и сопутствующих им трещин за счет соответствия величин скоростей потоков и температуры расплава во всем объеме ванны, определяющего минимальное размывание фронта кристаллизации при спокойной поверхности расплава и достаточной жидкоподвижности шлака.

Признаки: подача расплава отдельными, в том числе щелеобразными струями для каждой заготовки или общими струями для 2 - 4 заготовок уточняют условия получения качественной, без дефектов поверхности заготовки.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Отливали из 0,5 т ковша на двухвалковой установке одну сортовую заготовку квадратного сечения размерами 30х30 мм из стали X18H10T. На поверхности валков-кристаллизаторов диаметром 1200 мм установки выполнены симметричные треугольные профили с прямым углом в вершине, образующие в створе требуемый квадрат. Валки установлены горизонтально с зазором и вращаются с окружной скоростью 12,5 м/мин (длина жидкой фазы заготовки 3,8 м). Сталь подавали в двухвалковый кристаллизатор двумя струями с направлением потоков к поверхности валков, кристаллизовали сталь в валках и прокатывали ее в полосу.

Согласно изобретению потоки стали в межвалковый зазор на глубине 0,039 высоты жидкой ванны (150 мм) направляли под углом +15^o к поверхности ванны расплава и поверхность расплава защищали слоем шлака, а прокатке в полосу подвергали участки затвердевшей по обе стороны от заготовки стали до толщины, соответствующей величине зазора между валками. С этой целью использовали погружные глуходонные стаканы диаметром металлопроводящего канала 50 мм и прямоугольными (щелевыми) выходными отверстиями шириной 15 и высотой 65 мм. Оси отверстий наклонены к горизонтали под углом +15^o, стакан погружен на 150 мм (от осей отверстий).

Процесс разливки прошел устойчиво, без бурления металла в кристаллизаторе и комкования шлака. Корочки затвердевшей стали на поверхности ванны отсутствовали. Поверхность заготовок не имела заплесков, утяжин и трещин. Выход годного проката (катанка ⊘ 6 мм) из заготовок составил 93,3%.

Пример 2. Отливали три сортовые заготовки квадратного сечения размерами 30х30 мм из малоуглеродистой стали марки 08Ю. Емкость ковша 1 т. На поверхности валков- кристаллизаторов диаметром 1000 мм выполнены три симметричных треугольных профиля с прямым углом в вершине, образующих в створе три квадрата требуемого размера (шаг между осями квадратов 45 мм). Валки установлены горизонтально с зазором, окружная скорость валков 12 м/мин (глубина жидкой фазы заготовки 4,1 м). Сталь подавали в кристаллизаторы двумя струями с направлением потоков к поверхности валков, кристаллизовали сталь в валках и прокатывали ее в полосу.

Согласно изобретению потоки стали в межвалковом зазоре на глубине 0,024 высоты жидкой ванны расплава (100 мм) направляли общими для всех трех заготовок струями под углом -10^o к поверхности ванны расплава и поверхность расплава защищали слоем шлака, а прокатке в полосу подвергали участки затвердевшей по обе стороны каждой заготовки стали до толщины, соответствующей величине зазора между валками. С этой целью использовали погружные глуходонные стаканы диаметром металлопроводящего канала 100 мм и прямоугольными выходными отверстиями шириной 90 мм и высотой 35 мм. Оси отверстий стакана наклонены к горизонтали под углом -10^o, глубина погружения стакана по осям отверстий 100 мм.

Процесс разливки прошел устойчиво, без бурления металла в кристаллизаторе и комкования шлака. Поверхность заготовок не имела заплесков, утяжин и трещин. Выход годного проката (катанка ⊘ 8 мм) из заготовок составил 95,5%.

Предложенный способ обеспечивает снижение объемов зачистки литой заготовки и готового проката на 20-30% и увеличение выхода годного проката на 5 - 10% за счет снижения в 2 - 5 раз пораженности заготовки поверхностными дефектами.

Формула изобретения

1. Способ одно- и многоручьевого непрерывного литья сортовых заготовок, включающий подачу расплава в двухвалковый кристаллизатор двумя струями с направлением потоков к поверхности горизонтальных валков, кристаллизацию расплава в валках и прокатку его в полосу, отличающийся тем, что потоки расплава в межвалковом зазоре на глубине 0,01 - 0,05 высоты жидкой ванны направляют под углом -20. . .+25^o к поверхности ванны расплава и поверхность расплава защищают слоем шлака, а прокатке в полосу подвергают участки затвердевшего по обе стороны от заготовки расплава.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расплав подают отдельными парами струй для каждой заготовки.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расплав подают общими для 2 - 4 заготовок парами струй.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что расплав подают щелеобразными струями.