Способ непрерывного литья металла

(2) 4897736/02 (46) 20.03.96 4 юл (72) Грачев В.Г,(22) 29.2.908ккал А.РШифрин ательск ит меностроения СССР О ЛИТ омитет Российской Федера вторскому свидетельству И.Н.(56) Авторское свидетельство 839664, кл. В 22 Р /00, 979. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНО МЕТАЛЛА 19) ЯЗ (1 ц 1823272 Оз А51) 6 В 22 Р 11/00 11 16(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металла. Цель - увеличение выхода годного металла за счет повышения стабильности процесса затвердевания, Способ предусматривает регулировку фазового тока перемешивання металла в зависимости от толщины корки слитка, скорости потоков расплава, частоты реверсирования магнитного поля, конструкции машины непрерывного литья и конструкции перемешивателя и расстояния от него до поверхности слит 1823272Изобретение относится к металлургии, точнее к непрерывному литью металлов.Целью изобретения является увеличение выхода годного металла за счет повышения стабильности процесса затвердевания.Гоставленная цель достигается тем, что фазный ток и частоту реверсирования магнитного поля перемешивателя устанавливают при измерении толщины корки слитка в зоне перемешивания по формулам: 1 1 -- о-О ) Ч н и(2) де ,- соответственно номинальное и текущее значения величины фазного тока;д, д - соответственно номинальное и текущре ачения толщины корки слитка;н оминальное значение скорости потоков расплава;К, К 2 постоянные числовые коэффициенты для данного сечения слитка, конструкции перемешивателя и расстояния от него до поверхности слитка.Экспериментальные исследования показали, что при использовании реверсивного магнитного поля эффект определяется временем движения в одном направлении, т.е, величиной обратной пропорциональной частоте реверсирования поля 1 р и максимальным значением скорости потоков расплава у фронта кристаллизации ч, которое при постоянной номинальной толщине корки слитка в зоне перемешивания д(постоянных номинальных технологических параметрах литья) и конкретнол месте уста- и о вки иере моши вателя оп редел яется для данного сечения слитка электротехническими параметрами перемешивания. Наиболее удобным является задание номинальной скорости потоков расплава чуставкой фазного тока перемешивателя .Однако, в процессе литья, в результате изменения технологических параметров, толщина корки слитка д изменяется. Вследствие этого при неизменном значении величины номинального фазного тока н перемешивателя скорость потоков расплава ч у фронта кристаллизации будет изменяться, при этом режим ЭМП, выбранный для номинальной толщины корки д, не будет оптимальным для другой толщины коркислитка д, Следовательно, для поддержания оптимального режима ЭМП по ходу разливки необходимо изменять величину фаэного тока так, чтобы скорость потоков расплава у фронта кристаллизации была постоянной при изменении толщины корки слитка, Но скорость потоков расплава связана и с частотой реверсирования магнитного поля, причем каждому значению толщины корки д и фазного токасоответствует свое оптимальное значение частоты реверсирования 1 р,В результате экспериментальных исследований были установлены соотношения между электротехническими параметрами перемешивателя (фаэным током и частотой реверсирования) и скоростью потоков расплава у фронта кристаллизации при переменной величине толщины корки слитка.При фиксированных номинальных технологических параметрах литья изменяют фазный ток и частоту реверсирования и по оценке качества металла определяют аптимальную для номинальной толщины корки оптимальный режим ЭМП (н и Гр). Такую операцию до сих пор производили с некоторым дискретным шагом для чего диапазона возможных толщин корки слитка в зоне установки перемешивателя,Эмпирические рормуль (1) и (2) показывают, определив экспериментально оптимальный режим ЭМП для одной номинальной толщины корки д вычислять фаэный токи частоту реверсирования магнитного поля 1 р во всем диапазоне толщин корки слитка д, Кроме того, полученные формулы удобно применять для автоматического регулирования параметров перемешивания в зависимости от изменения толщины корки слитка.В эти соотношения входят числовые коэффициенты К 1 и К 2, которые зависят от конструкции перемешивателя, сечения слитка и расстояния между ними, параметрами, которые не изменяются в процессе разливки.Коэффициенты К 1 и К 2 определяютследующим образом: на экспериментальном стенде устанавливают перемешиватель и на сплаве с низкой температурой плавления моделируют процесс перемешивания жидкой фазы конкретного сечения слитка.С помощью немагнитной стали имитируют на стенде номинальную толщину корки дн, задают номинальный фазный ток 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 перелешивателя н и, с помощью одного иэ известных способов, замеряют соответствующие им значение скорости потоков расплава чн, Затем, увеличивая (или уменьшая) толщину имитатора, устанавливают проиэ(4) К -1 83-71 К==32 г О, 17- 0,006 К =0007Кг=2,2 вольную толщину корки д, Изменяя фаэный ток, достигают номинального значения скорости потоков расплава чн. Фазный ток, при этом будет равен какой-то фиксированной величине 1. 5Коэффициент К вычисляют по формуле, полученной преобразованием формулы (1): подставляя в нее определенные на стенде величины чн,н,1, дн и д. 15Коэффициент Кг вычисляют по формуле, полученной преобразованием формулы (2); При номинальной толщине корки (д = дн) Ниже приводится пример реализации способа.На МНЛЗ отливается блум сечением 30 300 х 360 мм номинальной скоростью вытягивания 0,6 м/мин, Перемешиватель-индуктор бегущего магнитного поля установлен на расстоянии 4,0 м от мениска металла в кристаллизаторе и на расстоянии 50 мм от 35 поверхности слитка, При нормальной скорости разливки толщина корки слитка в зоне установки индикатора д мм. Эта величина либо вычисляется, либо определяется одним из известных экспериментальных спо собов. Экспериментально установлено, что оптимальным для приведенных условий является режим ЭМП: 1 н = 700 А; урн =0,25 Гц. На стенде устанавливаем, что этим параметрам соответвтвует скорость потоков расплава чн = 45 -0,55 м/с. Затем моделируем на стенде другую толщину корки, например д = 83 мм. Устанавливаем, что скорость потоков расплава достигается для такой корки при фазном токе 1 = 830 А. Подставляем значения дн, д, чн,1,1 н, урн в формулу(3) и(4): Зная коэффициенты К и Кр можно вцбрать оптимальный режим ЭМП для лобо о значения корки слитка д.Допустим, в связи с изменением условий разливки толщина корки в зоне индукторэ уменьшилась до д 1 = 60 м м. П и формулам (1) и (2) определяем: Или предположим толщина корки увеличилась до д = 80 мм. Тогда: Расстояние от перемешивателя до поверхности слитка выбирается, исходя из конструктивных особенностей МНЛЗ и самого перемешивателя. Практически минимальное расстояние может составлять 10 мм.При таком расстоянии и неизменных условиях разливки при толщине корки слитка 71 мм оптимальным будет режим ЭМП: 1= =570 А, урн = 0,17 Гц, что соответствует скорости потоков чн = 0,55 м/с. При толщине корки 83 мм такая скорость ч достигается при фазном токе 1 = 660 А, Тогда: Для описываемых параметров МНЛЗ и перемешивателя максимальное расстояни от перемешивателя до поверхности слитка может составлять 10 мм. Оптимальный р- жим ЭМП для номинальной толщины корки дн = 71 мм; 1 н - 975 А, урн = 0,34 Гц, (чн = 0,55 м/с), При толщине корки дн = 83 мм ско. рость чн достигается при токе 1 = 1170 А Тогда: К 1= 0,0076; Кг = 1,6.В таблице приведены параметры непрерывного литья, включая режим ЭМП, и соответствующие им результаты анализа макроструктуры, полученные в процессе экспериментальных исследований (для расстояния от перемешивателя до поверхности слитка равного 50 мм).1823272 Результаты экспериментальных исследований влияния ЭМП нэ качество мэкроструктуры стали ШХ 15Толщина Расстояние корки слитка от перемев зоне ЭМП, шивателя домм сликв, мм ЬЬ Фазный ток Частота реп/и перемешивэ- версирователя, А .ния, Гц 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 1,0 1,0 0,5 1,5 0,2150,250,250,215 0,5 0,5 1,0 1,0 1,5 0,5 2,0 0,5 0,5 0,5 0,28 1,0 0,5 0,25 0,25 0,28 0,17 0,25 1,5 0,5 1,0 1,0 0,5 0,5 1,0 1,0 0,25 0,17 1,5 0,5 1,0 1,5 0,17 1,5 0,5 0,12 0,34 0,25 0,25 0,34 0,40 1,0 1,5 0,5 0,5 2,5 0,5 1,0 1,5 1,0 1,0 1,5 0,5 Формула изобретения 111н к СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛА, включающий электромагнитное перемешивэние жидкой фазы кристаллизующегося непрерывного слитка с изменением величины токе и частоты реверсирования магнитного поля, олии. чающийся тем, что, с целью увеличения выхода годного металла за счет повышения стабильности процесса затвердевания, дополнительно контролируют толщину корки слитке в зоне перемешивания, в величину тока и частоту реверси ровен ия магнитного поля перемешивателя устанавливают при изменении толщины корки слитка в зоне перемешивания по математической зависимости: ч -к -(э -б)р н ф цкг 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 700 700 600 615 700 615 500 790 790 700 850 570 700 570 700 500 570 975 700 915 1050 915 71 71 11 60 60 60 60 80 80 80 80 71 71 71 71 71 71 71 11 71 71 71 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 10 10 10 10 10 10 100 100 100 100 100 где н и- соответственно номинальное и текущее значение величины фвэного тока, А;дн и д - соответственно номинальноеи текущее значение толщины коркислитка, мм;Чн - номинальное значение скоростипотоков расплава, м/с;Рр - частота реверсировэния магнитного поля,10 1823272 И и М 2 - постоянные числовые коэффициенты для данного сечения слитка, конструкции перемешивателя и расстояния от него до поверхности слитка. Составитель А. АбросимовТехред М. Моргентал Корректор М, Самборская Редактор Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 1662 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101