Способ непрерывной разливки металла

.м О Л; И С А".И И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51 М. Кл,с присоединением заявки Нов Государственный иомитет СССР ио делам изобретений н открытий/,ю) Дата опубликования описания 2009,79(72) Авторы ИЗОбрвтЕНИя В.И. Лебедев, Д, П. Евтеев и В.И. уманец Центральный ордена Трудового Красного Знамени( ) научно-исследовательский институт черной металлургии71 Заявительим, И. П, Бардин а 54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА Изобретение относится к металлургии ., 1 ожет быть использовано при непрывной разливке металлов, в частности стали,Известен способ непрерывной разливки металлов, включающий заливку металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, регулируемое охлаждение водой в зависимости от скорости вытягивания, подаваемой на слиток вдоль технологической оси через форсуночные секции, В начале процесса разливки ЭВМ выдает заданные значения расходов воды по Форсуночным секциям в зависимости от химического состава металла, площади поперечного сечения слитка и требуемой скорости вытягивания, которые затем в процессе разливки дискретно изменяют в зависимости от скорости вытягивания и от продолжительности перемещения условных отрезков слитка от кристаллизатора до соответствующей Форсуночной секции 1.Наиболее близким техническим решением и описываемому, изобретению являе. в .ся способ непрерывной разливки ме;".:илов, включающий заливку металла в кристаллиэатор, вытягиваниеиз него слитка с переменной скоростью, регулируемое охлаждение водой 5 в зависимости от скорости вытягивания, причем вода подается на слитоквдоль технологической оси через Форсуночные секции. При этом удельныерасходы воды изменяют при изменении 10 скорости вытягивания во всех Форсуночных секциях на величину, прямопропорциональную разности скоростейвытягивания слитка в течение всеговремени полного затвердевания слитка 2. Недостаток известных способоввозникновение термических напряжений в корочке слитка и образование 2 О трещин .Целью изобретения является улучшение качества слитков.Цель достигается тем, что время,в течение которого регулируют рас ходы воды при иэменении скорости вытягивания, устанавливают переменнымпо длине охлаждаемой поверхностислитка, прн этом максимальное времязадают на участке с концом жидкойФазы, соответствующим меньшей иэ5 10 15 2 О 50 двух текущих скоростей, и определяютпо зависимости2вЭ -где- длина жидкой фазы при меньшей скорости вытягивания;У - меньшая скорость вытягивания;на участках, расположенных выше укаэанного, время определяют по зависимости;е,где Г - расстояние от мениска металла в кристаллиэаторе до середины участка;У - новая скорость вытягивания;на участках, расположенных ниже указанного, при уменьшении скорости вытягивания время определяют по зависимости;5ч -ч1 2где Н - расстояние от середины участка до конца жидкой фазы прибольшей скорости вытягивания;Ч, Ч - текущие скорости вытягивания;при увеличении же скорости вытягивания - по зависимости:5 ьВ-Яч 2 уа-угде д 1 - разница длин жидкой Фазы.Улучшение качества слитков будетпроисходить потому, что при изменении скорости вытягивания выдерживаются оптимальные условия эатвердевания, ликвидируются участки с местным разогревом и переохлаждением,не нарушается стабильность процессакристаллизации слитка вдоль технологической оси установки.На фиг. 1 показана установка непрерывной разливки металлов, продольный разрез; на фиг. 2 - графикизменения во времени Фронта кристаллизации и положения конца жидкойФазы при уменьшении скорости вытягинания слитка; на фиг. 3 - то же,при увеличении скорости вытягиванияслитка.Установка непрерывной разливкиметаллов состоит из кристаллиэатора 1, форсуночных секций 2, соответствующих участкам зоны вторичногоохлаждения, тянущих валков 3; позиции 4 и 5 - положение фронтов кристаллизации; б и 7 - концы жидкой фазы при различных скоростях вытягивания; 8 и 9 - линии изменения положения фронта кристаллизации и концажидкой фазы соответственно; 10непрерывнолитой слиток; 11 - менискметалла в кристаллиэаторе 1.Способ непрерывной разливки металлов осуществляют следующим образом.В кристаллизатор 1 сечением 250 хх 170 мм разливают сталь марки Зсп,и иэ него при помощи валков 3 вытягивают слиток 10 со скоростью ч0,8 м/мин, Этой скорости соответствует положение 5 Фронта кристаллизации и конец 7 жидкой Фазы, которыйнаходится на расстоянии 16 м отмениска 11 металла, В зоне вторичного охлаждения слиток охлаждают водой,распыливаемой форсунками, сгруппированными н пять участков (или форсуночных секций) длиной 3,0 м каждый, На участках эоны вторичного охлаждения устанавливают расходы воды 120 р 10 Оу 6 Ор 4 0 и 2 Омз/ч,Полное время затнерденания слиткатолщиной 250 мм составляет 20 мин.Расстояние от мениска 11 металла донижнего торца кристаллизатора 1 равно 1 м. При уменьшении скорости вытягивания слитка с 0,8 до 0,4 м/минглубина жидкой фазы уменьшается с16 до 8 м, а фронт кристаллизацииперемещается из положения 5 в положение 4. На фиг. 2 показан график указанных изменений в зависимости от времени т. , Линия 8 характеризует вре- мя выхода Фронта кристаллизации в положение 4 по высоте зоны вторичного охлаждения в зависимости от времени с , Линия 9 характеризует время подъема конца жидкой фазы иэ положения 7 в положение б в зависимости от времени или время отключения участков 4 и 5, Иэ этого графика видно, что время, н течение которого необходимо уменьшить расходы воды на каждом участке после уменьшения скорости вытягивания, переменно по длине слитка.При уменьшении скорости вытягива-ния с 0,8 до 0,4 м/мин уменьшают расход на каждом участке равномерно от прежних значений до новых, соответствующих новой скорости нытягивания т 2 0,4 м/мин. На первых трех участках расходы воды уменьшают до значений 8,0; 4,5 и 2,0 мз/ч соответственно, При этом время уменьшения расходов воды на первом участке устанавливают равным отношению расстояния его середины от мениска металла 0, 2,5 м к новой скорости вытягивания ч 0,4 м/мин:2,5- =С = - = б 25 мин.Ч 2 1 ц,4 Для второго участка то же отношение будет ранно:2 55ъГп, " 13 75 мин Для третьего участка уменьшениерасходов воды производят в течениемаксимального времени, так как надлине этого участка находится конецб жидкой Фазы длиной 8 м, соответчто соответствует времени полного 5 затвердевания слитка,Для четвертого участка время уменьшения расходов воды устанавливают равным отношению расстояния от его середины до конца 7 жидкой Фазы, что соответствует начальной скорости вытягивания ч, 0,8 м/мин, к разнице чачальной и конечной скоростей вытягивания:- С = --- = 3,75 мин,В 45Ф 08-04 фПри этом на четвертом и пятом участках расходы воды уменьшают от начальных значений до нуля или отключают,так как при новой скорости вытягивания конец 7 жидкой фазы выходитиэ этих секций,Таким образом, при уменьшениискорости вытягивания увеличивают время уменьшения расходов воды на каждом участке от минимального значения от нижнего торца кристаллизатора и от конца жидкой фазы, соответствующей начальной скорости вытягивания, н направлении к концу жидкойфазы соответствующему новой скорости вытягивания. При этом максимальное время уменьшения расходов водыустанавливают на участке, в кото-ром находится конец жидкой Фазы,соответствующий новой скорости вытягивания. На участках, расположенных выше этого участка, время уменьшения расходов воды устанавливаютравным отношению расстояния их середины от мениска металла к значениюновой скорости вытягивания, На участках, расположенных ниже того же уровня, время уменьшения расходов водыустанавлинают равным отношению расстояния их середин от конца жидкойфазы, соответствующего начальнойскорости вытягивания, к разнице начальной и новой скоростей вытягивания.При увеличении скорости вытягивания с ч, 0,4 м/мин до ч 0,8 м/минувеличивают расходы водй на каждомучастке равномерно от прежних значений до новых, соответствующих новойскорости вытягивания ч 0,8 м/мин,На всех пяти участках расходы водыувеличивают до значений 12,0; 10,0;6,0; 4,0 и 2,0 мЪ/ч соответственно.В этом случае глубина жидкой Фазыувеличивается с 8 до 16 м, а фронт,кристаллизации перемешается из положения 4 в положение 5.На Фиг. 3 показан график указанных изменений в зависимости от времени. Линия 8 характеризует вре-мя выхода фронта кристаллизации в поДля второго и третьего участков то же отношение будет равно соответ 0 ственно:. 5,5- С= - = б, 875 мин; 2 0з ЬБ25 =3= 0 8 = 10, 625 мин.чг 3 08Время, через которое эаканчинаютувеличение расходов воды в четвертом участке, устанавливают равным;- =Г - -14,375 мин,ча 4 06Время, через которое заканчиваютувеличение расходов воды н пятомучастке, устанавливают равным вреЗ 5 мени полного затвердевания слиткаили 20 мин, так как на длине этогоучастка находится конец 7 жидкойАазы длиной 16 м, соответствующийновой скорости вытягивания: Ч 0,8 м/мин.В этом случае 16 м, 40- 20 мин,5 О,В что соответствует времени полногозатвердевания слитка.Однако полученные значения времени окончания увеличения расходовводы на четвертом и пятом участкахуменьшают на время, необходимое длявыхода конца жидкой Фазы на середи 50 ну этих участков, указанные величины определяют из соотношения:ЬГ =2.где Я - расстояние от конца 6 жидкой55 фазы до середины соответствующегоучастка.Таким образом,3,58 75 мин;4 О,Ь - 0,460ьТ == 16 25 мин,Б,Б5=ОЬ-О,Увеличение расходов воды на четвертом и пятом участках начинают со времени выхода конца жидкой фазы на ствующий новой скорости вытягивания 0,4 м/мин. В этом случае 1 8,0 м.- :7 = - = О мин; е, ь ч з 04ложение 5 по высоте зоны вторичногоохлаждения в зависимости от ь.ремени Г , Линия 9 характеризует времяопускания конца жидкой Фазы из положения б в положение 7 или время включения четвертого и пятого участковв зависимости от времени, Иэ графикавидно, что время увеличения расходов воды в каждом участке после увеличения скорости вытягивания различно,В первом участке время увеличениярасходов ноды устанавливают равнымотношению расстояния его серединыот мениска металла Г, 2,5 м к новой1скорости вытягивания ч 0,8 м/мин:- 3 125 мин,2,5ч 1 0 ссередину длин этих участков или че реэ времяьГ 48,75 мин и аГ 16,25 мин после увеличения скоростй вытягивания слитка. Таким образом, расходы воды на таких участках увеличивают за времяГ 14,375-8,75= 5,626 мин;=20-16,25= 3,75 мин.При увеличении скорости вытягива О ния увеличивают время увеличения расходов воды на каждом участке от минимального значения от нижнего торца кристаллиэатора и от конца жидкой фазы, соответствующего конечной 15 скорости вытягивания, в направлении к концу жидкой лунки, ссстветствующей начальной скорости вытягивания.При этом максимальное время увеличения расходов воды устанавливают щ на участках, на которых находится конец жидкой фазы, соответствующий начальной скорости вытягивания, На участках, расположенных выше этого участка, время увеличения расходов воды устанавливают равным отношению расстояния их середины от мениска металла к значению новой. скорости вытягивания. На участках, расположенных чике того же 1 ровня, время увеличения расходов воды устанавливают равным значениям того же отношения, уменьшенного на величинуотношения расстояний середин участ" ков От конца жидкой лунки, соответствующего начальной скорости вытягивания, к разнице начальной иновой скоростей вытягивания,Применение предлагаемого способа при изменении скоростей вытягивания слитка на установках непрерывной ф разливки позволяет стабилизировать процесс кристаллизации слитка избежать переохлаждения и разогреваучастков поверхности, снизить значения термических напряжений виже до45 пустимых, в результате чего снижается брак слитков по внутренним и наружным трещинам на 2-3.Форм, ла изобретения 5 ОСпособ непрерывной разливки металла, включающий подачу металла в кристаллиэатор, вытягивание нэ него слика с переменной скоростью и охлаждсние слитка вдоль его поверхности сизменением расхода воды при иэ 7 .ненни скорости вытягивания слит д,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью улучшения качества слитков,время, в течение которого регулируют расход воды гри изменении скорости вытягивания устанавливают переменнМм по длине охлаждаемой поверхностислитка, причем максимальное времязадают на участке с концом жидкойФазы, соответствующим меньшей издвух регулируемых скоростей, и Определяют по зависимости:фСф -Ч, 1где 1 - длина жидкой фазы при меньшей скорости вытягивания;ч - меньшая скорость вытягивания,на участках, расположенных вышеуказанного, время определяют по зависимости:где 8, - расстояние от мениска металла до середины участка;17 ф- новая скорость зйтягва пя на участках, расположен:7:",: ниже уха" ванного, при уменьшена. с.орест": вытлг:.",Баниявремя о 17":ядел".ют Го эа висимос ":.:Ц1ч 1 ьгде 8 - расстояние от середины участка до конца жидкой Фазы прибольшей скорости вытягивания 7ч 1 и ъ - текущие скоростицри увеличении же скорости вытягивания - по зависимости:Э АЕ-Б%р ъР-ъ Ргде ьЕ - разница длин жидкой Фазы,Источники информации, принятие во внимание при экспертизе1 Патент ФРГ Р 2344438, кл, 31 вф 11/12, опублик. 1974.2, Заявка 9 2194955/02, кл В 22 З1100, 02,12,75, па которой принято решение О выдаче авторского сви- детельстваеб 85416 Фиг 2 ФиИ ь В. Солянннелемеш Корректор е. лу Состав орчеиео Текред4 Тирак 945 ПодписноеЮЛИ Государстэенного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35, Москва, й, Раушская наб.,ха