Способ непрерывного литья заготовок на машинах криволинейного типа

 

Изобретение относится к черной металлургии, к области непрерывного литья заготовок на машинах криволинейного типа. Технический результат: снижение себестоимости процесса производства непрерывно-литых заготовок с минимально возможным средним баллом осевой химической неоднородности по шкале ОСТ 14-11-73 для низкоуглеродистых сталей. Способ непрерывного литья заготовок для низкоуглеродистой стали на машинах криволинейного типа включает подачу низкоуглеродистой стали в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки и ее охлаждение. Расход воды для зон вторичного охлаждения со стороны большого и малого радиуса машины непрерывного литья заготовок определяют из выражений ₁= 6,38•V+1,29•I-7,65•[C] -0,91•[Mn] -122,55•[S]+21,10•[Al]+5,09 и F₂= 18,77•V+0,71•I-21,89•[C] +4,17•[Mn] -146,99•[S] -14,95•[Al]-3,08, где F₁ - расход воды для зон вторичного охлаждения со стороны большого радиуса машины непрерывного литья заготовок, м³/ч; F₂ - расход воды для зон вторичного охлаждения со стороны малого радиуса машины непрерывного литья заготовок, м³/ч; V - скорость вытягивания заготовки, м/мин; I - средний балл осевой химической неоднородности заготовки, балл; [C] - содержание углерода в стали, %; [Mn] - содержание марганца в стали, %; [S] - содержание серы в стали, %; [Al] - содержание алюминия в стали, %; 6,38; 1,29; -7,65; -0,91; -122,55; 21,10; 5,09; 18,77; 0,71; -21,89; 4,17; -146,99; -14,95 и -3,08 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к области непрерывного литья заготовок на машинах криволинейного типа.

Известен способ непрерывного литья заготовок на машинах криволинейного типа, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки и дополнительную подачу лигатур редкоземельных металлов (РЗМ) из цериевой и иттриевой групп и силикокальция, вводимых в кристаллизатор в процессе непрерывной разливки низколегированной трубной стали марок 09Г2С и 09Г2ФБ для снижения ликвации химических элементов и примесей в непрерывно-литых заготовках [1].

Недостатком известного способа является применение дополнительного оборудования для ввода в кристаллизатор порошковой ленты, высокая цена применяемых лигатур, в результате чего возрастает себестоимость процесса производства.

Известен способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки, охлаждение и дополнительное введение водоохлаждаемых холодильников в кристаллизатор во время разливки, обеспечивающий снижение времени затвердевания непрерывно-литой заготовки на 20-30% и снижение степени осевой ликвации и пористости на 2-3 балла по шкале ЦНИИчермета [2].

Недостатком данного способа является усложнение конструкции машины непрерывного литья заготовок за счет оснащения ее устройства для погружения холодильника в кристаллизатор, что также ведет к повышению себестоимости процесса производства заготовок.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ литья заготовок из стали, в том числе и из низкоуглеродистой стали, на машинах криволинейного типа, включающий подачу низкоуглеродистой стали, содержащей марганец, алюминий и серу, в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки и охлаждение ее по зонам вторичного охлаждения путем подачи воды со стороны большого и малого радиусов машины непрерывного литья [3].

Недостатком известного способа является повышенный расход воды на охлаждение заготовки.

Желаемым техническим результатом изобретения является снижение себестоимости процесса производства непрерывно-литых заготовок с минимально возможным средним баллом осевой химической неоднородности.

Это достигается тем, что в известном способе непрерывного литья заготовок из низкоуглеродистой стали на машинах криволинейного типа, включающий подачу низкоуглеродистой стали, содержащей марганец, алюминий и серу, в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки и охлаждение ее по зонам вторичного охлаждения путем подачи воды со стороны большого и малого радиусов машины непрерывного литья, в котором по изобретению расход воды для зон вторичного охлаждения со стороны большого и малого радиусов определяют из следующих выражений F₁=6,38•V+1,29•I-7,65•[С]-0,91•[Мn]-22,55•[S]+ 2,10•[Al]+5,09 (1) и F₂=18,77•V+0,71•I-21,89•[C]+4,17•[Mn]-146,99•[S]-14,95•[Al]-3,08 (2) где F₁ - расход воды для зон вторичного охлаждения со стороны большого радиуса машины непрерывного литья заготовок, м³/ч; F₂ - расход воды для зон вторичного охлаждения со стороны малого радиуса машины непрерывного литья заготовок, м³/ч; V - скорость вытягивания заготовки, м/мин; I - средний балл осевой химической неоднородности заготовки, балл; [С] - содержание углерода в стали, %; [Мn] - содержание марганца в стали, %;
[S] - содержание серы в стали, %;
[Al] - содержание алюминия в стали, %;
6,38; 1,29; -7,65; -0,91; -122,55; 21,10; 5,09; 18,77; 0,71; -21,89; 4,17; -146,99; -14,95 и -3,08 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем.

Данный способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. На Магнитогорском металлургическом комбинате на третьем конвертере выплавляли сталь марки 08Ю по ГОСТ 9045 с содержанием углерода 0,03%, марганца 0,20%, серы 0,025% и алюминия 0,05%, разливали в заготовки со скоростью вытягивания 0,75 м/мин, необходимый средний балл осевой химической неоднородности 0,5 по шкале ОСТ 14 - 11 - 73.

Согласно (1) при заданных исходных данных получим
F₁= 6,38•0,75+1,29•0,5-7,65•0,03-0,91•0,20-122,55•0,025+21,10•0,05+5,09= 8,10 м/ч.

Согласно (2) при тех же исходных данных имеем
F₂=18,77•0,75+0,71•0,5-21,89•0,03+4,17•0,20-146,99•0,25+14,95•0,05-3,08= 7,10 м/ч.

После разливки стали в заготовки указанным способом был получен заданный средний балл химической неоднородности.

Пример 2. На Магнитогорском металлургическом комбинате на втором конвертере выплавляли сталь марки Ст3сп по ГОСТ 380 с содержанием углерода 0,18%, марганца 0,30%, серы 0,03% и алюминия 0,04%, разливали в заготовки со скоростью вытягивания 1,00 м/мин, необходимый средний балл осевой химической неоднородности 0,5 по шкале ОСТ 14 - 11 - 73.

Согласно (1) при заданных исходных данных получим
F₁= 6,38•1,00+1,29•0,5-7,65•0,18 -0,91•0,30-122,55•0,03+21,10•0,04+5,09= 7,63 м/ч.

Согласно (2) при тех же исходных данных имеем
F₂= 18,77•1,00+0,71•0,5-21,89•0,18+4,17•0,30-146,99 •0,03+14,95•0,04-3,08=8,34 м/ч.

После разливки стали в заготовки указанным способом был получен заданный средний балл химической неоднородности.

При ведении непрерывной разливки стали указанным способом достигается необходимый минимальный средний балл осевой химической неоднородности по шкале ОСТ-14-11-73 для малоуглеродистых марок сталей, без материальных затрат на реконструкцию действующих машин непрерывного литья заготовок и с экономией водных ресурсов в среднем 1,43 м³ воды на одну плавку.

Источники информации
1. Влияние добавок щелочно- и редкоземельных металлов в кристаллизатор на качество непрерывно-литых заготовок и проката. /Я.А. Шнееров, B.C. Есаулов, Я.Н. Малиночка, Л.А. Моисеева, И.А. Леонов //Сталь. - 1983. - 12. - С. 22 -26.

2. Улучшение качества непрерывно-литого слитка при разливке стали с погружными водоохлаждаемыми холодильниками. /В.М. Паршин, А.М. Поживанов, В.П. Клак, В. В. Рябов, Б. Г. Кузнецов, Е.Я. Белкин, О.Д. Монич, В.И. Дождиков //Сталь. - 1985. - 4. - С. 16-19.

3. "Выплавка и разливка стали в ЭСПЦ-2". Технологическая инструкция 103-ЭС-388-98. ОАО "Кузнецкий металлургический комбинат", г. Новокузнецк, 1998, с.3-11, 30-48,84.

Формула изобретения

Способ непрерывного литья заготовок из низкоуглеродистой стали на машинах криволинейного типа, включающей подачу низкоуглеродистой стали, содержащей марганец, алюминий и серу, в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки и охлаждение ее по зонам вторичного охлаждения путем подачи воды со стороны большого и малого радиусов машины непрерывного литья, отличающийся тем, что расход воды для зон вторичного охлаждения со стороны большого и малого радиуса определяют из следующих выражений
F₁=6,38•V+1,29•I-7,65•[C]-0,91•[Mn]-122,55•[S]+21,10•[Al]+5,09
и
F₂=18,77•V+0,71•I-21,89•[C]+4,17•[Mn]-146,99•[S]-14,95•[Al]-3,08,
где F₁ - расход воды для зон вторичного охлаждения со стороны большого радиуса машины непрерывного литья заготовок, м³/ч;
F₂ - расход воды для зон вторичного охлаждения со стороны малого радиуса машины непрерывного литья заготовок, м³/ч;
V - скорость вытягивания заготовки, м/мин;
I - средний балл осевой химической неоднородности заготовки, балл;
[C] - содержание углерода в стали, %;
[Mn] - содержание марганца в стали, %;
[S] - содержание серы в стали, %;
[Al] - содержание алюминия в стали, %;
6,38; 1,29; -7,65; -0,91; -122,55; 21,10; 5,09; 18,77; 0,71; -21,89; 4,17; -146,99; -14,95 и -3,08 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем.