Способ получения слитков из стали

Изобретение относится к металлургии. Технический результат - уменьшение количества нарушений структуры оболочки слитка, таких как трещинообразование. Согласно изобретению раствор направляющих роликов изменяют посредством колебания вокруг средней линии раствора таким образом, что динамические влияния на направляющие ролики пренебрежимо малы. Амплитуду колебания раствора устанавливают такой величины, которая не вызывает пластической деформации затвердевшей оболочки слитка. Регистрируют актуальный раствор направляющих роликов. Одновременно определяют исполнительное усилие регулирующих элементов и амплитуду. При возрастании амплитуды исполнительного усилия раствор устанавливают на задаваемое значение и/или управляют, по меньшей мере, одним регулирующим элементом с регулированием давления. Из множества измерений усилия и пути вдоль слитка определяют диаграмму регулирования раствора, которая по типу цепочки составлена из множества небольших кривых усилие - путь, каждая в форме петли гистерезиса, которые определяют порознь посредством колебания со сравнительно малой амплитудой. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способу получения слитков из стали, включающему вытягивание слитка из кристаллизатора в виде расплава, окруженного затвердевшей оболочкой, при этом в следующей за кристаллизатором направляющей для слитка раствор направляющих роликов, установленных в сегментах с верхними и нижними рамами, бесступенчато регулируют посредством соединяющих их регулирующих элементов следующими друг за другом этапами, причем раствор изменяют посредством колебания вокруг средней линии раствора таким образом, что динамические влияния на направляющие ролики были пренебрежимо малы, амплитуду колебания раствора устанавливают такой величины, которая не вызывает пластической деформации затвердевшей оболочки слитка, актуальный раствор направляющих роликов регистрируют, одновременно определяют исполнительное усилие регулирующих элементов и амплитуду, при возрастании амплитуды исполнительного усилия раствор устанавливают на задаваемое значение и/или управляют, по меньшей мере, одним регулирующим элементом с регулированием давления

Описанный в DE 19720768 С1 способ имеет целью создание основы регистрации, посредством которой раствор можно регулировать простыми измерительными и вычислительными средствами точно по всей направляющей для слитка, а кроме того, надежно определять актуальное положение нижнего конца жидкой фазы внутри слитка.

По своей сути способ основан на динамическом измерении посредством возбуждения колебания в слитке, с помощью которого обнаруживают, возникла ли в месте измерения тенденция к увеличению или уменьшению раствора в сторону от оптимального значения для того, чтобы в ответ на это корректировать обнаруженное отклонение целенаправленными мерами.

При динамическом измерении исполнительное усилие создает относительно раствора петлю гистерезиса. Последняя имеет относительно малую площадь, если оболочка еще тонкая, а жидкая фаза относительно велика. Петля гистерезиса имеет относительно малую площадь, если оболочка продолжает расти, а объем жидкой фазы уменьшается, и принимает особенно узкую форму, если слиток насквозь затвердел.

В известном способе раствор изменяют посредством колебания вокруг задаваемой средней линии нужной толщины слитка. При этом оценивают характеристики усилие - путь, для чего, в том числе, для необходимой оценки рассматривают возрастание характеристик в плоскости усилие - путь и линию их пересечения.

Хотя в упомянутом документе указано, что выбранная величина колебания должна быть выбрана так, чтобы динамические влияния на еще относительно тонкую после выхода из кристаллизатора оболочку слитка можно было поддерживать пренебрежимо малыми, причем амплитуда колеблющегося раствора должна быть установлена такой величины, которая препятствует пластической деформации оболочки слитка, на основе этих сведений специалист не имеет ясного, реализуемого руководства к техническим действиям. Ибо известный способ, по меньшей мере, неявным образом исходит из того, что лежащую в основе расчета амплитуду характеристики усилие - путь определяют в рамках всего лишь единственного периода колебания, т.е. весь путь измерения пройден за один ход.

Практические измерения для описанного выше случая показали, однако, что ход при этом должен был бы принять такую величину, что в зависимости от исходной точки колебания возникнет опасность пластической деформации оболочки слитка, следствием чего является трещинообразование в структуре.

Исходя из вышеназванных знаний и опыта в основе изобретения лежит задача усовершенствования и выполнения известного способа таким образом, чтобы при его осуществлении с помощью измерительной техники с получением оптимальных результатов измерений можно было со всей надежностью избежать недостатков и трудностей из-за нежелательной деформации оболочки слитка или нарушений ее структуры, таких как трещинообразование.

Для решения задачи способ, описанный в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, отличается тем, что формируют диаграмму усилие - путь регулирующих элементов для изменения раствора между направляющими роликами, причем диаграмму формируют из множества измерений усилий и пути, осуществляемых вдоль слитка и определяемых порознь посредством колебания усилий регулирующих элементов со сравнительно малыми амплитудами, при этом диаграмму выполняют в виде цепочки, составленной из множества небольших кривых усилие - путь, выполненных в форме петли гистерезиса. Таким образом, надежно предотвращаются недостатки и трудности вышеназванного рода при проведении измерений и достигается оптимальная структура слитка.

Для практического литейного производства требуются как надежное, так и максимально быстрое определение и регулирование оптимального раствора направляющей системы слитка. Поэтому уже после каждого колебания с малой амплитудой должно обнаруживаться, является ли раствор «слишком большим» или «слишком малым». Для этого каждую определяемую в виде петли гистерезиса кривую в зависимости от ее возрастания определяют и оценивают как показатель актуальной жесткости системы «сегмент - слиток». Это значение жесткости можно затем сравнить со значениями, хранящимися в банке данных, который предназначен для управления сегментами. Этот банк данных включает в себя полученные по опыту значения жесткости, которые относятся к разной ширине слитка и состояниям затвердевания, таким как жидкая фаза, или к переходной зоне солидус/ликвидус.

Сравнение со значениями этого банка данных, которые при необходимости могут быть интерполированы или экстраполированы, дает представление о растворе в сравнении с оптимальным раствором.

Один вариант способа предусматривает далее, что по изменению площади одной петли гистерезиса, например уменьшению площади, определяют положение нижнего конца жидкой фазы.

Наконец, предпочтительно можно по изменению площади одной петли гистерезиса, например при уменьшении площади, определить возрастание консистенции слитка.

Пример выполнения изобретения изображен на прилагаемом чертеже, на котором представлена диаграмма усилие - путь.

Она составлена из множества небольших кривых усилия и пути, которые определяли порознь посредством колебания с небольшой амплитудой. На этой основе для практического литейного производства как надежно, так и быстро определяют и регулируют оптимальный раствор. На этой основе уже после одного колебания с минимальной амплитудой видно, что раствор слишком велик или слишком мал и должен корректироваться. Отдельные кривые, каждая сама по себе в виде петли гистерезиса, зацепляются друг за друга как звенья одной цепи и вдоль слитка показывают характер исполнительного усилия в зависимости от раствора. Изобретение представляет собой в определенной степени «рентгеновский снимок» слитка и решает поставленную выше задачу оптимальным образом.

1. Способ получения слитков из стали, включающий вытягивание слитка из кристаллизатора в виде расплава, окруженного затвердевшей оболочкой, при этом в следующей за кристаллизатором направляющей для слитка раствор направляющих роликов, установленных в сегментах с верхними и нижними рамами, бесступенчато регулируют посредством соединяющих их регулирующих элементов следующими друг за другом этапами, причем раствор изменяют посредством колебания вокруг средней линии раствора таким образом, что динамические влияния на направляющие ролики были пренебрежимо малы, амплитуду колебания раствора устанавливают такой величины, которая не вызывает пластической деформации затвердевшей оболочки слитка, актуальный раствор направляющих роликов регистрируют, одновременно определяют исполнительное усилие регулирующих элементов и амплитуду, при возрастании амплитуды исполнительного усилия раствор устанавливают на задаваемое значение и/или управляют, по меньшей мере, одним регулирующим элементом с регулированием давления, отличающийся тем, что формируют диаграмму усилие - путь регулирующих элементов для изменения раствора между направляющими роликами, причем диаграмму формируют из множества измерений усилий и пути, осуществляемых вдоль слитка и определяемых порознь посредством колебания усилий регулирующих элементов со сравнительно малыми амплитудами, при этом диаграмму выполняют в виде цепочки, составленной из множества небольших кривых усилие - путь, выполненных в форме петли гистерезиса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждую определяемую в виде петли гистерезиса кривую в зависимости от ее возрастания определяют и оценивают как показатель актуальной жесткости системы «сегмент-слиток».

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что полученный параметр жесткости сравнивают с данными хранящихся в банке данных эмпирических значений, которые при необходимости интерполируют или экстраполируют, и обнаруживаемые отклонения корректируют посредством соответствующего регулирования раствора.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что по каждой петле гистерезиса уже после одного колебания со сравнительно малой амплитудой устанавливают, отклоняется ли отрегулированный раствор направляющих роликов от оптимальной величины в направлении «слишком велик» или «слишком мал», после чего осуществляют соответствующую корректировку.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что по изменению площади одной петли гистерезиса, например, при уменьшении площади, определяют положение нижнего конца жидкой фазы.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что по изменению площади одной петли гистерезиса, например, при уменьшении площади, определяют возрастание консистенции слитка.