Способ непрерывной разливки металлов

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11 343516 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 09.Ь4.71 (21) 644326/22-02 (51) М. Кл.

В 22 D 11/00 с присоединением заявки №

Государставинвй комитет

Совета 1виивстроо СССР

- оо делам изобрвтоиий и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 0д,12 77, Бюллетень №4 (45) Дата опубликования описания 15.12.77 (53) УДК 621.746..047 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. A. Коршунов, Н. И. Баимов, Г. Ф, Коновалов, M. И, Аршавский, И. Н, Петров, П. Г. Шмидт, В. П. Костров и П. Е. Ефремов (71) Заявитель

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

Известен способ непрерывной разливки металлов с периодической выдачей слитка иэ радиального кристаллизатора вверх по кривой, имеющей восходяшую и нисходяшую ветвь, % питанием через сифонную систему. Не б достатком известного способа является то, что скорость разливки недостаточно высснсая, так как лимитируется пропускной способностью сифонной системы во время цикла вытягивания слитка. l0

Белью изобретения является увеличение скорости, разливки.

Это достигается тем, что по предложен ному способу в верхней внутренней части отливаемого слитка создают инертную газовую;5 подушку, причем металл подают в кристаллизатор во время паузы между вытягивания ми слитка, сжимая подушку, а во время вытягивания слитка питание кристаллизатора металлом производят при уменьшении дав- 29 пения газа в подушке.

На фиг. 1 показан процесс заполнения внутренней части слитка инертным газом; на фиг. 2-положение жидкой и газообразноя фаз в отливаемом слитке на различных 25

Ф этапах установившегося процесса разливки:

a) первый период паузы s вытягивании слитка из крисгаллизатора, когда осушествляется подача металла через сифонную систему в восходяшую ветвь отливаемого слитка, его тращспортирование в нисходяшую ветвь и сжатие газовой цс; б) второй период паузы в вытя иванни слитка иэ кристаллиэатора, когда осуществляется подача металла через сифонную систему в восходяшую ветвь отливаемого слитка и продолжается сжатие газовой подушки; в) период вытягивания слитка. иэ кристаллизатора, когда осушествляется некоторый подъем (или опускание) жидкяй фаей; в восходяшей ветви оъливаемого слитка, опускание жидкой фазы в нисходяшей ветви отливаемого слитка, снижение давления в подушке из инертного газа и, если необходимо, деформация корочки слитка на участке, где имеет место газовая подушка, Инертный газ, например аргон, может быть подан во внутреннюю полость затвердеваюшего слитка через сифонную систему 1 ипи через затвердевший тореп слитка. Пред343516 уочтительна подача газа через -орец эатвердеваюшего слитка. В этом случае на крдпцке-хоподильнике 2, с помощью которой формируется корочка на торце слитка устанавпивается специальное уст1 ойство 3 для подачи газа во внутреннюю полость с-,ливаемого слитка. К устройству 3 подводится шланг 4, по которому из баллонов подает ся инертный газ.

После того, как слиток 5 иэ радиального кристаллизатора 6 будет вытянут на определенную величину, в его торец с помощью упомянутого Выше специального устройства вводится трубка и Осуществляется подача гяэа.

Гяэ ложно подавать под давлением во вре:".:я 11я1«з61 В вытягивании слитка иэ криста.—.п зато1Я В этом случае давление газа д1«п..;.11О быть «Я11им„чтобы произошло обратное теченi1;.= ме«-ял11я через сифонную систему в 11по «1еж« 1 ОЧНЫЙ КОВШ 7.

Д---;де О-.; пцествпять начало подачи газа

B bio 1 - 1т вытягивания слитка иэ KpHGTGBB To« 1 GH чае Bo BpeMH цикла вытягивания из кристаплизатора в основном бу«д1 т «161 «««1 идаться затвердев1цая кОрОчка спитка. жл .1кий же металп, Не будет увлекаться В;;;««= "Te C вытят иваем61М; слитком, . O. Bc«î:::1:;;1..-««с«цяяся от металпа вн11тренняя по:1 ость.:=.- Ве ихней части спитка будет сразу же зяпоп11ятьс11 инерт11ым газом П««спе Вытягивя нпя сппткя пз 61ристяппизяторя подача газа мо жет прздо1«жаться до определенного давления (по.-1о":.-и i Одной ати) . Дапее,в зависимости от

: «е обход ямой прот я1кени ости газовой подушки, Во Вре1.1я очередных циклов вытягивания слит-, к H ВО Bремя пауз в Вытягивании подача газа в слиток подолжается ипи прекращается.

B п«аспедуюшем В определенном месте кр611цкя=.хопод1щьннк1с устройством для пода чп гязя Внутрь спитка от тОрцоВОй части слитка отдепяются, Газовая подушка располагается в верх ней части дуги отпиваемого слитка (см. фнг«,. 2), захватывая . Восходящий и нисходяц111й участки отлквяемого слитка, Если раэппвать сталь на слитки сечением 200х

111000 мм со скоростью 3-4 м/мин, то т цп«НЯ = GTBepëåâøe1t корочки в этой части бу дет,1р««MepHo 30-35 мма

В 11ервый период паузы между вытягиваИ11«Г1и слитка из кристяллизатОра (см фиг, 2 G), -, :огда корочка слитка в стационарных ус11овнях формируется в кристаллизаторе, че роз сифоцную систему непрерывна подается ря: пи«вяе1«161й металл, происходит уменыцен обьемя газовой «подушки и, если температуРа ОС1Я«е-1 СЯ ПОСтОЯННОй, ПРОПОРЦИОНаЛЬНО уме11ьшен1по этого объема происходит увели чепце давлении в газовой подушке.

В это же время с помощью нижнего индуктора верхнего индукционного насоса 8 осуществляется, как по желобу, транспортирование жидкого металла из восходящей ветви

Отливаемого слитка в нисходящую ветвь.

В таких условиях металл в восходящей ветви опускается от уровня I - Х до уровня

Я вЂ” Ц несмотря на подачу в эту ветвь металла из разливочного ковша, d уровень

1О. жидкого метал 1а в нисходящей ветви поднимается от уровня m - Ц1 ао уровня 1Ч - 1V, Производительность индукционного насоса, работающего в это время как индукционный желоб, должна быть примерно в два раза больше, чем производительность сифонной системы. Такой режим работы необходим для того, чтобы примерно вполовину времени паузы не происходило перекачки металла из восходящей ветви в нисходящую. За это в емя внутренняя часть нижней корочки слитр ка охлаждается и приобретает необходимые деформационные СВОЙства. Тепловой режим верхней и нижней корочек слитка в это время в какой-то мере могут регулировать индукторы верхнего индукционно«.о насоса.

Во второй период паузы между вытягиваниями слитка из кристялпизатора, когда не происходит транспортировки металла из воссходящей ветви в нисходящую, в восходяше и ветви жидкий металл поднимается от уровня

Ц вЂ” 11 до уровня Ч вЂ” Ч (см. фиг. 2, б), а уровень жидкого металла в нисходящей ветви остается неизменным (1Ч - 1Ч ° ) или немного поднимается, если разливка совмещена с прокаткой, причем прокатывается слиток с еще незатвердевшей сердцевиной.

Затем наступает быстрое вытягивание ко»

I дОчки слитка иэ кристалпиэяторя, За цикл вытягивания уровень жидкого металла в восходящей ветви отливаемого слитка может остаться неизменным, может повыситься и может пбнизиться. Если объем металла, проход««ший через сифонную систему за время цикла в61тягиванйя, будет равен

:.объему вытягиваемой корочки, то уровень жидкого металла в восходящей ветви не изменится; если этот объем будет больше

Ол. 06beMG В61тягивае мой корочки, о T0 gpoBeHB жидкоЙ фазы в восходящей ветви повысится; если же обьем подаваемого металла окажется меньше, чем объем вытягиваемой корочки, то уровень металла в восходящей ветви отпиваемого слитка понизится.

На фиг. 2, в показано, как изменится уровень металла в восходящей и нисходящей ие ветвях отливаем«го слитка во время цикла вытягивания слитка из кристаллизатора в случае, когда объем жидкого металла, поступаю пего из свфонной системы, больше объема вытягиваемой из кристаллизатора

З4351 затвердевшей корочки слитка. В восхдодяшей ветви отливаемого слитка жидкий металл поднимается от уровня V - V до уровня 1 — 1, а в нисходяшей ветви жидкий металл опускается от уровня 1V — 1Ч 5 до уровня Ш - IG . Давление же в газовой подушке в это время снизится пропорционально увеличению ее объема, После окончания цикла вытягивания слитка из кристаллизатора нижний индуктор верх- 10 него индукционного насоса включается для работы в режиме электромагнитного желоба, и начинается следуюший цикл работы установки, Если в процессе работы установки необ- 15 ходима деформация корочек слитка (изгиб или фасонное формирование) и эта деформация осушествляется во время вытягивания слитка из кристаллиэатора на участке, где имеет место газовая подушка, то перемеше- .

20 ние жидкого металла из восходившей ветви в нисходяшую начинается сразу после остановки слитка, Если деформация корочек будет осушествляться после остановки слитка, то церемеше25 ние жидкого металла иэ восходяшей ветви отливвемого слитка в нисходяшую следует производить только.:nocne окончания деформ ирования, 30

Если разливка металла не будет совмешена с прокаткой полностью незатвердевшего слитка, то в конце разливки, при выдаче последних порций металла из промежуточного ковша в кристаллизатор, когда потребность в газовой подушке в значительной мере отпадает, целесообразно насколько возможно сжать"газовую подушку в верхней части дуги отливаемого слитка, в затем, в зоне газовой подушки, быстро просверлить отверстие в корочке слитка и, продолжая нагнетать металл во внут,синюю полость слитка, ликвидировать газовую подушку.

Ликвидацию газовой подушки по предложенному способу можно применять и середине процесса разливки, если возникнет необходимость заменить поработавшую газовую подушку на подушку из свежего инертного газа, В этом случае после выпуска отработанного газа к выпускной системе подключается система со свежим газом и из внутренней части отливвемого слитка в . промежуточный ковш выпускается обратно некоторая часть металла. Таким образом создается новая газовая подушка. 55

Заделка отверстия для выхода газа не представляет трудностей. Отверстие может . быть ликвидировано,в резупьтате поступления в него металла из внутренней полости слитка после ликвидации газовой поаушки» щ

Залитый в отверстме металл быстро s нем эатвердевает и предотврашает дальнейшую утечку металла. Опасаться утечки металла через отверстие не приходится, так как давление в жидкой фазе в месте отверстия незначительно. Если же после ликвидации газовой подушки в слитке образуется новая газовая подушка, то отверстие в корочке слитка следует заделать специальной пробкой. Чтобы из-3а сверления в корочке не было брака, место сверления следует выбирать так, чтобы оно в последуюшем i, совпало с местом реза отливаемых слитков на мерные части.

В случае совмешенной разливки и прокатки еше незатвердевшего слитка целесообразен следуюший режим окончания работы установки, В конце разливки обеспечивается затвердевание торца хвостовой части слитка.

После этого хвостовая часть слитка проходит восходяший участок установки и, несколько сжатая газовая подушка концентри.руется в хвостовоя внутренней части отливаемого слитка. Сжатие газовой подушки происходит в результате того, что при обжатии еше неэатвераевшего полностью слитка некоторая часть жидкой фазы выжимается и перемешается вверх относительно слитка.

Движение хвостовой части слитка по

Йисходяшему участку сопровождается дальнейшим сжатйем . газовой:.подушки.

Увеличение: иввлвнщФ "в газовой подушке в конце процМса нрокатки следует считать полезным, так как оно компенсирует нежелательное, с гочки зрения формирования качественной сердцевины слитка, уменьшение металлостатическаго давления в конце разливки — прокатки. Практически возможно уменьшение обьема газовой подушки в несколько раз, и, следовательно, увеличение давления в газовой подушке примерно в то же число раз.

В самом конце прокатки корочка слитка в хвостовой части может быть быстро просверлена, и инертный газ через сверпение отведен в специальный резервуар, Возможен и такой вариант окончания пропрокатки, когда хвостовая часть слитка со сжатой в ней газовой подушкой не прокатывается, а отрезается и удаляется вместе с газом, .

Формула изобретения

Способ непрерывной разливки металлов с периодической выдачей слитка из радиального кристаллязатора по кривой, имеюшей восходяшую .и нисходяшую ветвь, и питанием через сифонную систему, о т л и ч а юш и и с и тем, что, с целью увеличения

343516 скорости разливки в веРхней внутренней.

"асти отливаемого слитка создает mepTHy газовую подушку, причем металл подают в кристаллизытор во время паузы между вытягиваниями слитка, сжимая подушку, а во время вытягивания слитка питание кристаллизатора металлом производят при уменьшении давления газа в подушке.