Способ непрерывной разливки металлов на установках с криволинейной технологической осью

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 и 952421(23) ПриоритетОпубликовано 23. 08. 82 Бюллетень Мо 31 Р 1 М К 1 з В 22 О 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий53 УДК 621.746. . 047 (088. 8) Дата опубликования описания 2308. 82;,и 6;й л:л Центральный ордена Трудового Красного научно-исследовательский институт черметаллургии им. И.П, Бардина(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ НА УСТАНОВКАХ С КРИВОЛИНЕЙНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСЬЮ Изобретение относится к металлур. гии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.Известен способ непрерывной разливки металлов на установках с криволинейной технологической осью, включающий подачу металла в кристаллиэатор, вытягивание из него слитка, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичного охлаждения, резку слитков и последующее ускоренное охлаждение отрезанных слитков водой, При этом слитки кантуют на . узкую грань посредством кантователей и при помощи специальных грузоэах" ватных приспособлений опускают на 40-60 мин в камеру с проточной водойб где охлаждают с 1000 до 100 С 1)Недостатком данного способа является низкое качество непрерывно- литых слитков. Это объясняется тем, что на торцах слитков имеющиеся осевые трещины окисляются, в них попадает вода. Это приводит к невозможности заваривания этих трещин при прокатке, что повышает брак прокатанной металлопродукции. Погружение в воду с одинаковой температурой нагретых слябов приводит к воэникновению в них температурных градиентов и термических напряжений,превосходящих допустимые значения,что приводит к браку сЛитков повнутренним и наружным трещинам.Кроме того, осуществление такого способа требует. применения кантователей и специальных грузоэахватныхприспособлений. При этом процессусложняется и удлиняется по времени из-за необходимости Проведениякрановых операций, а кантовательтребует дополнительных площадей вцехе.15. Наиболее близким к изобретениюявляется способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллиэатор, вытягивание из него слитка, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичногоохлаждения, ускоренное охлаждениеслитков методом погружения в водуи последующую резку на мерные заготовки При этом слиток после вытягивания из прямолинейного кристаллизатора опускают тянущей клетью вкамеру с циркулирующей водой доупора в ее дно. После охлажденияслиток извлекают кантователем иэкамеры и подают на резку. Камера вэтом случае составляет единое целое с зоной вторичного охлаждения. После опускания отлитого слитка в камеру с водой процесс разливки прекращают до окончания процесса охлаждения отлитого слитка 2 .Недостатком известного способа является низкое качество слитков. Это объясняется тем, что имеюциеся на торцах слитка усадочная раковина и осевые трещины окисляются, в них попадает вода, Вследствие этого указанные трещины не завариваются при последуюцей прокатке, что приводит к браку готовой металлопродукции. Кроме того, при известном способе необходимо каждый раз прекращать процесс разливки после очередного погружения, слитка в камеру с водой. Это приводит к снижению производительности установки непрерывной разливки.Опускание слитка в камеру с водой, имеющую одинаконую температуру по объему, приводит к возникновению значительных температурных градиентов и термических напряжений в частях слитка, отлитых в последнюю очередь, так как они имеют повышенную температуру, При этом в слитке возникают внутренние и наружные тре" шины. Укаэанный способ не применим на установках с кринолинейной технологической осью, так как н этом случае слиток до резки выходит в горизонтальное положение,В известном способе необходимо применение кантователей слитков и специальных грузозахватных приспо" соблений. Кроме того, охлаждение слитка производят не в потоке и является дискретным, требующим перед охлаждением следуюцего слитка удаление из камеры с водой предыдущего, уже охлажденного слитка.Процесс охлаждения не позволяет непрерывно обрабатывать слитки и вес;и непрерывную разливку методом .плавка на планку.Исследованиями установлено, что для ускоренного охлажцения при условии получения слитков оптимального качества необходимо погружать слитки в каме.у с водой н потоке до резки, при этом направление воды должно быть навстречу движению слчтка, В этом случае к наиболее нагретым участкам будет приходить уже нагретая вода, что уменьшит значения воэникаюцих температурных градиентов и термических напряжений, а время охлаждения необходимо установить в зависимости от толшины слитка и скорости его вытягивания, т,е, пропорционально времени его полного затвердевания.Целью изобретения является повышение качества слитков и производительности труда.Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу непрерывной разливки металлов на установках с криволинейной технологическойосью, включающему подачу металла н кристаллизатор, вытягивание из него слитка, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичного охлаждения, последующее ускоренное охлаждение в камере нодой и резку слитков, воду в камере подают со стороны резки слитка в направлении, противоположном движению слитка, при этом время охлаждения слитка поддерживают в пределах 0,5-1,5 времени его полного эатвердевания.Качество непрерывнолитых слитков будет улучшаться вследствие отсутствия окисления осевых трещин на торцах слитков после их резки, так как они н момент резки будут охлажденными. Кроме того, применение направления течения ноды навстречу движущемуся слитку устраняет возникновение значительных температурных градиентов и термических напряжений. По мере продвижения воды к специальных грузозахватных приспо-, соблений, охлаждением слитка в потоке на рольганге до его резки на мерные заготовки.Время пребывания каждого элемен 40 та поверхности слитка в пределах 0,5-1,5 времени его полного затвердевания устанавливают в прямопропорциональной зависимости от толщины слитка и скоростью его вытягивания, что объясняется его теплосодержанием. При меньшем значении не будет происходить охлаждение слитка до необходимой температуры 300- 100 С. Большее значение устанавлинать не имеет смысла ввиду охлаждения слитка до оптимального значения.На чертеже показана схема установки непрерывной разливки с криволинейной технологической осью, реализуюцая предлагаемый способ.Установка состоит из кристаллизатора 1, далее расположенной зоны 2 вторичного охлаждения с поддерживающими и направляющими слиток 3 роликами 4, между которыми установлены форсунки 5. После выхода иэ зоны вторичного охлаждения слиток 3 по65 рольгангу б проходит через камеру 7,наиболее горячим участкам слитка она успевает нагреваться, устраняет брак слитков по внутренним и наружным трещинам, а также способстнует удалению окалины с поверхности слитка.Повышение производительности труЗ 5 да объясняется отсутствием необходимости применения кантователей ипосле выхода из которой подвергается резке на заготовки 8 посредством газорезки 9. Вода 10 подается в камеру 7 по трубопроводу 11 и удаЛяется через цели 12 и 13, пар отсасы. вается по трубопроводу 14.Способ непрерывной разливки металлов осуществляют следующим образом.П р и.м е р 1. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1 подают сталь марки 3 сп и вытягивают из него слиток 3 сечением 250 х 1600 мм со скоростью 0,8 м/минТехнологическую ось установки .непрерывной разливки располагают по радиусу В 10 м (по внешней грани слитка). В зоне 2, вторичного охлаждения слиток 3 поддерживают и направляют при помощи роликов 4, между которыми располагают форсунки 5, разбрызгивающие воду для охлаждения поверхности слитка 3.После выхода из зоны 2 вторичного:охлаждения непрерывнолитой слиток 3 направляется в сторону газорезкиспо рольгангу б сквозь камеру 7 с водой 10. После выхода из камеры 7 производят резку слитка 3 при помощи газорезки 9 на мерные заготовки 8 длиной по 10 м.Боковые стенки камеры 7 образуют с поверхностью слитка 3 цели 12 и 13.При этом щель 12 больше щели 13 и ойи равны соответственно 70 и 10 мм по периметру слитка 3. Вода 10, поступаюцая в камеру 7 по трубопроводу 11, вытекает иэ нее через цели 12 и 13. Так как величина цели 12 больше щели 13, то большая часть воды будет выливаться через щель 12, создавай направленное движение воды навстречу движению слитка 3 по рольгангу 6Время полного затвердевания слитка 3 толщиной 25) мм составляет 22 мин. Время пребывания каждого элемента слитка 3 в камере 7 устанавливают равным 1,5 времени полного эатвердевания слитка или 33 минДлину камеры 7 при скорости вытягивания слитка 3, равной 0,8 м/мин, устанавливают 26,4 м. Толщину слоя воды над слитком 3 в камере 7 устанавливают равной 1,5 м. Образующийся в камере 7 пар вытягивают по трубопроводу 14.Температура поверхности слитка 3 перед входом в камеру 7 составляет 1000 ОС, после выхода - 150 ОС, Температура воды 10 на сливе через цель 13 составляет 30 С, через щельо12 - 80 С. Удельный расход воды б мз/ч- т слитка.Таким образом, создается направленное движение воды навстречу движению слитка 3. При этом более65 выделение в окружающую среду. При горячие участки поверхности слитка 3охлаждают нагретой до 80 С водойна входе в камеру 7, что снижаетзначения температурных градиентови термических напряжений, процессохлаждения идет в потоке, обеспечиваетоя возможность вести процесснепрерывной разливки методом плавка на плавку. Резка слитков в охлажденном состоянии на мерные за готовки .гарантирует отсутствие скис"ления внутренних осевых трещин наторцах заготовки 8, обеспечиваетсяполное удаление окалины с поверхности слитка.15 П р и м е р 2. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1подают сталь марки 3 сп и вытягивают из него слиток 3 сечением200 к 1200 и скоростью 1,0 м/мин.Время полного эатвердевания слиткатолщиной 200 мм 12,4 мин. Время пребывания каждого элемента слитка 3в камере 7 устанавливают равным времени полного затвердевания или 25 12,4 мин. Общую длину камеры 7 прискорости вытягивания 1,0 м/мин устанавливают 12,4 м. Толщина слоя воды над слитком 3 в камере 7 - 1,2 м.Температура поверхности слитка 3перед входом в камеру 7 составляет1030 С, после выхода - 150 С, Темпе- .ратура воды 10 на сливе через щель13 составляет ЗООС, через щель 1280 С. Удельный расход воды устанав 3ливают равным б м /ч т слитка,П р и м е р 3. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор 1оподают сталь 3 сп и вытягивают изнего слиток 3 сечением 150 х 800 мм 40 со скоростью 1,2 м/мин. Время полного затвердевания слитка толщиной150 мм 7,0 мин. Время пребываниякаждого элемента слитка 3 в камере7 устанавливают равным 0,5 времени 45 полного затвердевания слитка или3,5 минОбщая длина камеры 7 прискорости вытягивания 1,2 м/мин.4,2 м. Толщину слоя воды над слитком 3 в камере 7 устанавливают равной 0 9 м. Температура поверхностиРслитка 3 перед входом в камеру 7составляет 1060 С, на выходе200 ОС. Температура воды на сливечерез щель 13 составляет 30 С, чеорез щель 12 - 80 дС. Удельный расход воды 6 м/ч т слитка.Применение предлагаемого способапозволяет снизить брак слитков.при ускоренном охлаждении по внутренним и наружным трецинам, полнос тью устранить окалину с поверхностислитков, улучшить качество отбраковки слитков перед прокаткой, сократить площадь складов слитков, улучшить условия труда, сократить тепло952421 Формула изобретения Составитель В, Балашов едактор Г. Ус Техред М.Гергель Корректор Г. Огар852 Подписноерственного комитета СССРзобретений и открытийЖ 35, Раушская наб., д. 4/5 ТиражИПИ Госудпо деламМосква,1130 илиал ППППатент ,г. Ужгород,ул. Проектная, 4 этом брак слитков сокрашается на0,5, количество обрези уменьшаетсяна 0,8. Способ непрерывной разливки металлов на установках с криволинейной технологической осью, включающий подачу металла в кристаллизатор вытягивание из него слитка, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичного охлаждения, последующее ускоренное охлаждение в камере водой и резку слитков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества слитков и производительности труда, воду в камереподают со стороны резки слитка внаправлении, противоположном движению слитка, при этом время охлаждения слитка поддерживают в пределах 0,5-1,5 времени его полногоэатвердевания. 10 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Хлоп апс 81 ее 1 Епд 1 пеег1978, 9 5, с. 35-38.2.Германн Э, Непрерывное литье.5 М., 1961, с. 646.