Способ получения слитков кипящей стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУбЛИК 5 В 22 Р 7/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЕНТНО САНИЕ ИЗОБРЕТ У К 38 Ф, Ео 1(56) Авторское свидетельство ССС(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТПЯЩЕЙ СТАЛИ(57) Сущность: после заливки расплава в изложницу и ввода на его поверхность алюми. ния осуществляют подачу воды на зеркало металла под углом 20-50 плоскими прямоугольными струями, имеющими на срезе соплаотношениедлиныкйирйне (40.60) 1, причем давление охлаждающей водыустанавливают равным 4 - 6 ати и снижают по ходу охлаждения слитка со скоростью (10.15/М), где М - масса слитка (т), (1015) эмпирический коэффициент (ат т/мин), Подача воды плоскими струями обеспечивает вовлечение в процесс охлаждения всей массы подаваемой воды вследствие практически мгновенного прогрева всего слоя воды до температуры кипения. При этом обеспечивается охлаждение слитка как за счет физического охлаждения жидкой водой, так и за счет затрат тепла на испарение воды, 1 табл. кий ян, В,уна, Г. ер, 3. И.йиВ,М. кии комКОВ более близким ской сущности вляется способ й стали, включа изложницы, вво сть слитка и под струями подугл И На техниче фекту я кипяще талла в вную ча металл металлНе ется ни талла п росло Парова циентт вует ее к сниж та" мет ерной метал дству слитко обретение относится к, в частности к произвоей стали,к заявляемому по и достигаемому эфполучения слитков ющий разливку мед алюминия в голо- ачу воды на зеркало ом 20 - 50 к зеркалу урги ипящ я слитков киэливку метал-. дкий расплав, головной часдение осущеовную часть родистой ста отли ваРмо Го Из вестен способ получени стали, включающий ра зложницы, ввод в жи лителей и охлаждение ков, по которому охлаж т путем ввода в гол пакета иэ отходов угле сой 0,05 - 0,15% от массь а,достатком известногоэкая интенсивность овследстви-е создайки между металломя прослойка резко снеплопередачи,а слойсвободному удалениению эффективной иалла, возникновению способа являхлаждения мения"иарсвой и слоем воды, ижает коэффи воды препятстю, что приводит рочности "мосего прорывов,достатком известного способа являизкая интенсивность охлаждения гой части, слитка из-за низкой мкости и теплопроводности пакета,пящеи лави раскис ти слит ствляю слитка ли мас слиткаНе ется н ловнотеплое 0.1782187 АЗводы осуществляют плоскими прямоугольными струями, имеющими на срезе сопла отношение длины к ширине (40.60):1, причем равными 4 - 6 ати и снижают по ходу охлажде-ния слитка со скоростью (1015):М, где М - 20 25 ЗО 35 При отношении длины струи к ширине (в поперечном сечении) менее 40:1 на по- о верхности слитка формируется постоянное возобновляемый слой жидкой воды, что приводит к замедлению теплообмена вследствие снижения скорости испарения,повышению химической неоднородности и головной обрези слитка, т. е, ухудшению его качества, Для получения нормального слитка по известной технологии необходим высокий расход воды и повышенная продолжительность охлаждения.Целью изобретения является снижение продолжительности охлаждения слитка.Поставленная цель достигается тем, что по способу получения слитков кипящей стали, включающему заливку металла в изложницу,ввод алюминия, подачу воды струями под углом 20 - 50 к зеркалу металла, после ввода алюминия в головную часть слитка, подачу давление охлаждающей воды устанавливают масса слитка (т), (1015) - эмпирический коэффициент (ат т/мин),Причинно-следственная связь между совокупностью отличительных признаков и достигаемым эффектом может быть представлена в виде следующей схемы. Подача . воды плоскими струями обеспечивает вовлечение в процессе охлаждения всей массы подаваемой воды вследствие практически мгновенного прогрева всего подаваемого слоя воды до температуры кипения. При этом обеспечивается охлаждение слитка как за счет физического охлаждения водой, так и за счет затрат тепла на испарение воды. Плоская струя обеспечивает практически полное испарение воды, причем регламентированное давление воды в начале процесса и постепенное его снижение с регламентированной скоростью позволяет из; бежать создания на поверхности слитка гетерогенной двухфазной области состоящей из паровой прослойки и воды препятствующей свободному удалению пара с поверхности слитка, Заявляемый способ, таким образом обеспечивает резкое увеличение теплосъема и охлаждаемой поверхности и приводит к сокращению расхода воды и снижению продолжительности охлаждения. При отношении длины струи к ширине в поперечном сечении более 60;1 возрастает склонность струи к диспергированию, т. е, вода распыляется с образованием водовоз- душной эмульсии имеющей меньшую тепло- емкость чем вода,5 10, )1При начальном давлении охлаждающейводы менее 4 ати снижается скоростьистечения воды из сопла, ухудшается ее турбулизация, снижается скорость испарения, появляется возможность создания слоя воды на поверхности слитка. При начальном давлении охлаждающей воды более бати омывает поверхность слитка не успевая испариться. При скорости снижения давления менее 10:М (где М - масса слитка) происходит формирование на поверхности слитка слоя воды вследствие опережающей скорости снижения температуры металла, При скорости снижения давления более 15,М, не обеспечивается полная реализация испаряющей способности поверхности жидкого металла, т. е. в каждый текущий момент времени общая масса подаваемой воды меньше, чем возможная масса пара генерируемого теплом поверхности слитка,П р и м е р. Сталь марки 08 кп выплавляли в 900 т мартеновской печи и разливали на 450 т сталеразливочных ковшей, оборудованных шиберными затворами в слитки массой 8, 12, 14, 19 т, После наполнения тела слитка на его поверхйость вводили жидкий алюминий(200 т/т), и устанавлив.ли термопару ТПР ЗО/60, с таким расчетом, чтобы ее рабочий спай находился на 100 мм ниже поверхности металла в изложнице, Предварительными опытами было установлено, что при температуре под поверхностью мениска 400 С "мост" твердого металла обладает достаточной прочностью для того, чтобы предотвратить прорывы жидкого металла, сохранить герметичность и обеспечить таким образом высокую химическую однородность слитка и низкую головную обреэь, При использовании различных схем охлаждения время достижения требуемой температуры в подповерхностном слое различно, Результаты опытных плавок приведены в таблице. Во всех случаях расход охлаждающей воды составлялз15, а площадь сопл для подачи вот минды 28 см; Анализ полученных результатов показывает; что использование заявляемого способа позволяет резко сохранить время охлаждения слитков, что обеспечивает повышение" пропускной способности разливочного пролета, снижает расход воды т. е, улучшает санитарно-гигиенические условия труда персонала и приводит"кнекоторому улучшению качества слитКа."Необходимым условием обеспечения достижения положительного эффекта явля1782187 щ и й с я тем, что, с целью повышения химической однородности слитка путем сокращения продолжительности охлаждения слитка, воду подают плоскими струями, име-.5 ющими на выходе из сопла в поперечномсечении прямоугольную форму с отношением длины к ширине, равным 40 - 60, причем подачу воды начинают давлением, равным.4 - 6 ати, с последующим снижением его в 10 процессе кристаллизации слитка со скоростью (10 - 15)/М), где М - масса слитка, т, 10 - 15 - эмпирический коэффициент ать т/мин. ется необходимость одновременного соблюдения оптимальной величины всех режимных параметров способа. При выходе хотя бы одного из них за заявляемые пределы положительный эффект существенно снижается. Формула изобретенияСпособ получения слитков кипящей стали,включающий заливку расплава в изложницу, ввод на его зеркало алюминия и последующую подачу под углом 20-50 к зеркалу металла струй воды, о т л и ч а юОт ноше ниемаксимальнвЙ квнцентрации сори.в слитке кминн мал ь ней Вина пвпере чнв гв сечения струи на выхвде, из соги а,мм Значе ние в мпирическогв коэффиОтнвше- ние дли-.ны отру к ширине (в пипер,. се че нии иа срезе сопл а) Ширина пвпор. сечен. струи на вцходе из с впла, мм Начал ь -нведавление Вв -ДЫ,атй Массаслиткат Вре мя,за кетврвед встигаетсятра.пввврх.сл ве иент ат,т , мий Э 35:1 3 чО:1 3 501 3 60.1 3 65:1 Ф 35:1 40:1 50:1 60:1 651 5 35:1 5 чО:1 501 5 60:1 5 651 б Э 5:1 б 90:1 б 50:1 б . 60:1 б 65:1 7 35;1 7 40:1 7 50:1 7 60,1 7 651 3 Т:1 3 ФО:1 Э 50:1 Э 60.:11782187 Продолжение таблицы 10 12 15 10,0 10,5 10,0 16 10,0 ПР цкляндрическиии струлин пед уГлеи 50л/и, со скерзстью 50 л/иин. Эвед веди честве 608,12 14 19 иегеллу в кели 5,85 б 97 7,28 8,36 Составитель Е.СкидановаТехред М.Моргентэл Редактор Корректор М,Максимишинец Заказ 4285 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул Гагарина, 101 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 б 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 31,Э 33,5 37,4 41 0 42,7 313 33,5 37,4 410 42,7 313 33 ф 5 37,4 41 О 42 7 ВЬЮ 33 у 5 37,4 41,0 42,7 31,3 33 ф 5 37,4 410 42,7 0,89 3084 30,75 Э0,68 30,66 30,890,84 40,75 40,68 40,66 40,89 50,84 50,75 50,68 5О,бб 50,89 б0,84 б0,75 б0,68 б0,66 б0,89 70,84 70,75 70,68 7О,бб 7ОТО ТИП 35 40 50 60 65 Э 5 40 50 60 65 Э 5 40 50 60 65 35 40 50 60 65 35 40 50 60 65 10 12 15 16 .9 10 12 15 16 16 15 12 10 9 9 10 12 15 16 о 7,5 7,5 7,5 8,0 7,5 7,5 5,5 5 ф 5 5,5 8,5 9,0 5,5 5,5 515 9,0 9,5 5,5 5,5 5,5 9,5 9,5 5,09 5,68 5,7081 5,оЭ 5 о 2 3,24 3 13 3,26 5,12 5,91 3,39 3,32 3,35 5 и 83 5,04 3 17 3;31 3,48 5,26 575 5,48 5,60 5,37 5,59