Способ непрерывного литья слябовых заготовок

Изобретение относится к непрерывной разливке слябовых заготовок. Металл подают через глуходонный погружной разливочный стакан в центр кристаллизатора, состоящего из широких и узких рабочих стенок, и вытягивают заготовку из кристаллизатора. Величину коэффициента К, определяемого по формуле: К=S/H, где S – толщина слябовой заготовки, задаваемая узкой стенкой кристаллизатора, H – расстояние от погружного стакана до широкой стенки кристаллизатора, задают меньшей или равной 3,4. Обеспечивается улучшение процессов теплоотвода в кристаллизаторе, равномерное формирование оболочки непрерывно литого сляба, снижение количества отсортированных слябовых заготовок по дефекту «продольная трещина». 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке стали в водоохлаждаемый кристаллизатор.

При производстве непрерывно-литых слябовых заготовок основным дефектом поверхности являются продольные трещины, располагающиеся в средней части широкой грани сляба, вблизи его продольной оси. Зарождение трещин происходит непосредственно в кристаллизаторе, из-за формирования оболочки слитка неравномерной толщины по периметру заготовки. В дальнейшем раскрытие трещины происходит под воздействием растягивающих напряжений уже в зоне вторичного охлаждения машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Параметрами, приводящими к неравномерному формированию оболочки слитка, является конфигурация и расположение в кристаллизаторе огнеупорного погружного стакана для подвода металла.

Известно устройство для непрерывной разливки плоских стальных слитков [1] (Патент RU №2379154 «Устройство для непрерывной разливки плоских стальных слитков», МПК⁸ B22D 11/00, B22D 41/50, опубликованного 20.01.2010, бюл. №2), содержащее промежуточный ковш, кристаллизатор с широкими и узкими гранями, глуходонный цилиндрический погружной разливочный стакан с эксцентрично расположенными вертикальными выходными отверстиями. При этом в разливочном стакане выполнена камера перемешивания, а в выходных отверстиях стакана установлены вставки из износостойкого к размыванию жидкой сталью материала. Кроме этого, внутренний диаметр «d₁» и наружный диаметр «d₂» разливочного стакана, диаметр «d₃» камеры перемешивания, высота «h₀» и ширина «b» выходных отверстий разливочного стакана связаны соотношениями d₃/d₁=1,15-1,25; d₂/d₃=1,6-1,9; π⋅d₃²/8⋅b⋅h₀=1,03-1,1. Для установки выходных отверстий под углом 2-10° к широким граням кристаллизатора в верхней части стакана выполнены центрирующие углубления. Расплав поступает в кристаллизатор через выходные отверстия стакана в виде струй, направленных по определенной траектории в сторону широких граней.

Недостатком этого устройства является высокая сложность в изготовлении погружного стакана из-за необходимости выполнения внутренней камеры перемешивания специальной конфигурации.

Наиболее близким к изобретению является способ непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков и устройство для его осуществления [2] (Патент RU №2315681 «Способ непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков и устройство для его осуществления» МПК⁸ B22D 11/00, B22D 41/50, опубликованного 27.01.2008, бюл. №3), включающий подачу жидкой стали в центр кристаллизатора через погружной разливочный стакан с эксцентрично расположенными вертикальными выходными отверстиями плоскими вертикальными струями, при этом струи направляют по траектории, определяемой формулой у=8⋅xⁿ, где n=0,48-0,52 в сторону широких граней под углом 2-10°

Недостатком этого устройства является направление потоков жидкого металла вглубь слитка за счет вертикального расположения выходных отверстий, что приводит к снижению температуры металла на мениске, ухудшению работы шлакообразующих смесей и, как следствие, возникновению дефектов на поверхности слитка.

Техническим результатом изобретения является: улучшение процессов теплоотвода в кристаллизаторе, равномерное формирование оболочки непрерывно-литого сляба, снижение количества отсортированных слябовых заготовок по дефекту «продольная трещина».

Указанный технический результат обеспечивается благодаря тому, что подачу жидкого металла через глуходонный погружной разливочный стакан с выходными отверстиями осуществляют в центр кристаллизатора, состоящего из широких и узких рабочих стенок, вытягивание слитка из кристаллизатора, причем величину отношения толщины слябовой заготовки к расстоянию от погружного глуходонного разливочного стакана до широкой стенки кристаллизатора определяют по формуле:

где К - коэффициент (К≤3,4);

S - толщина слябовой заготовки (задается узкой стенкой кристаллизатора);

Н - расстояние от погружного стакана до широкой стенки кристаллизатора.

Кроме этого, в заявленном способе непрерывного литья слябовых заготовок в качестве глуходонного погружного разливочного стакана используют прямоугольный плоский глуходонный погружной разливочный стакан со скругленными торцевыми гранями.

В способе непрерывного литья слябовых заготовок, предусмотрены следующие отличия:

- определяют величину соотношения толщины слябовой заготовки к расстоянию от погружного глуходонного разливочного стакана до широкой стенки кристаллизатора по формуле K=S/H;

- коэффициент должен быть не более значения 3,4 (К≤3,4);

- предложенное соотношение выполняется благодаря тому, что в качестве глуходонного погружного разливочного стакана используют прямоугольный плоский глуходонный погружной разливочный стакан со скругленными торцевыми гранями.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого способа и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Толщина глуходонного погружного разливочного стакана выбирается из условия, что коэффициент К, определяют по формуле К=S/H≤3,4, что обеспечивает улучшение процессов теплоотвода в кристаллизаторе.

Наличие прямоугольного плоского разливочного стакана со скругленными торцевыми гранями позволяет увеличить расстояние от погружного стакана до широкой стенки кристаллизатора (Н), что улучшает процесс теплоотвода в кристаллизаторе.

Увеличение коэффициента К больше 3,4 приводит к уменьшению расстояния между огнеупорным стаканом и широкими стенками кристаллизатора, ухудшает условия теплоотвода и способствует образованию дефектов на поверхности слитка.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

На Фиг. 1 приведена схема расположения в кристаллизаторе погружного глуходонного разливочного стакана для осуществления предлагаемого способа непрерывной разливки плоских слябовых заготовок;

На Фиг. 2 приведена схема расположения в кристаллизаторе погружного глуходонного разливочного стакана цилиндрической формы.

Кристаллизатор 2 для осуществления способа непрерывной разливки плоских слитков состоит из широких 3 и узких 4 рабочих стенок. Глуходонный погружной разливочный стакан 1 предварительно присоединяют к промежуточному ковшу (на фиг. 1 не показан), который заводится в центр кристаллизатора 2.

Позицией S - обозначена толщина слябовой заготовки, которая задается узкой стенкой 4 кристаллизатора 2.

Позицией Н - обозначено расстояние от глуходонного погружного разливочного стакана до широкой стенки кристаллизатора 2.

Пример конкретного выполнения способа.

Испытание по технологии предлагаемого изобретения были осуществлены в конвертерном цехе АО «ЕВРАЗ НТМК».

До начала процесса непрерывного литья слябовых заготовок определяют величину соотношения толщины слябовой заготовки к расстоянию от погружного глуходонного разливочного стакана до широкой стенки кристаллизатора по формуле (1) при условии, что К≤3,4. В процессе непрерывного литья слябовых заготовок подают жидкий металл через глуходонный погружной разливочный стакан 1 с отверстиями в центр кристаллизатора 2. Кристаллизатор 2 состоит из широких 3 и узких 4 рабочих стенок

Коэффициент К выбирают таким образом, чтобы К≤3,4.

Применение предложенного способа непрерывного литья слябовых заготовок позволит увеличить процесс теплоотвода, снизить вероятность образования «гарнисажных корочек», снизить образование и развитие продольных трещин.

Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию «новизна».

Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Источники информации

[1] Патент RU №2379154 «Устройство для непрерывной разливки плоских стальных слитков», МПК⁸ B22D 11/00, B22D 41/50, опубликованного 20.01.2010, бюл. №2;

[2] Патент RU №2315681 «Способ непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков и устройство для его осуществления» МПК⁸ B22D 11/00, B22D 41/50, опубликованного 27.01.2008, бюл. №3.

1. Способ непрерывного литья слябовых заготовок, включающий подачу металла через глуходонный погружной разливочный стакан в центр кристаллизатора, состоящего из широких и узких рабочих стенок, вытягивание заготовки из кристаллизатора, отличающийся тем, что величину коэффициента К отношения толщины слябовой заготовки к расстоянию от погружного глуходонного разливочного стакана до широкой стенки кристаллизатора, определяемую по формуле:

К=S/H,

где S - толщина слябовой заготовки, задаваемая узкой стенкой кристаллизатора;

H - расстояние от погружного стакана до широкой стенки кристаллизатора,

задают меньшей или равной 3,4.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве глуходонного погружного разливочного стакана используют прямоугольный плоский глуходонный погружной разливочный стакан со скругленными торцевыми гранями.