Способ непрерывной разливки металлов

(5)М. Кл, В 22 0 11/00 аявки Рй с присоедиие ввудврстввииы 9 хвихт СССР вв двлаи изобрвтвиий и открытий(23) Приоритет Бюллетень Рй 3 ання 27.09.79(72) Авторы изобретен Централыый научно-исследовательский институт черно металлургии им. И. П. Бардина явитель) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ИВКИ МЕТАЛ в каждой форсуночной сек менения расходов воды пр рости вытягивания различ установлено, что указанно и время из изменении скоми, При этом время больше ьшен при последуюняется разл а кристалл е- Ф и увеличении с е при уменьш ивания,и слитк Изобретение относится к металлургищ,конкретнее к непрерывной разливке металлов.Известен способ непрерывной разливкиметаллов, включающий заливку металлав кристаллизатор, вытягивание из негослитка с переменной скоростью, регулируемое охлаждение водой в зависимостиот скорости вытягивания, подаваемой наслиток вдоль технологической оси черезфорсуночные секции, при этом расходы воды изменяют от минимального до максимального значения в течение времени, равного времени полного затвердевания слитка 1,11 едостатком этого способа являетсято, что расходы воды в одной и той жефорсуночной секции изменяют за одно ито же время независимо от того, уменьшают скорость вытягивания или ее увеличивают.Исследованиями ЦНИИчермета установлено, что для получения слитков оптимального качества необходимо устанавливать ии скорости вытягивания, чем шем увеличении ее. Это обьяс ичной скоростью выхода фрозации в стационарное поло При таком способе это условие не соблюдается, что вызывает местной переохлаждение и перегрев поверхности слитка,значения термических напряжений при этомбудут превосходить допустимые значения,что приводит к браку слитков по внутренним трещинам, Кроме юго, не соблюдается стабильность процесса кристаллизациислитков при изменении скорости вытягивания,Цель иических на зобретения - уменьшение терм пряжений и новыпение качеств,Пля этого в процессе разливки при уменьшении скорости вытягивания слитка расход воды в форсуночных секциях, расположенных въще конца жидкой фазы, изменяют в течение времени, большего на величину ЬТ по сравнению со временемпри последующем увеличении скорости вытягивания еВеличина АС определяется из соотнощения %1 г)11Ч ЧЙгде- расстояние от мениска металлав кристаллизаторе до серединыфорсуночной секции;1 о У 2 - значения большей и меньшейскоростей вытягивания соответственно.Йля форсуночных секций, расположенных ниже конца жидкой фазы, Ь определяют из соотношенияЕ12где д - разница длин жидкой фазы прибольшей и меньшей скоростяхвытягиван ия1 - расстояние от мениска металлав кристаллизаторе до серединыфорсуночной секции.Улучшение качества слитков происходит потому, что отсутствует местное переохлаждение и перегрев поверхности слитка при изменении скорости их вытягивания, а значения термических напряженийне превосходят допустимые значения, чтоснижает брак слитков по внутренним и наружным трещинам. Кроме того повышается стабильность процесса кристаллизациислитков, независимо от изменения скорос 40ти их вытягивания,На фиг. 1 изображена установка нейрерывной разливки металлов, продольныйразрез; на фиг. 2 - график изменения вовремени фронта кристаллизации и конца45жидкой Фазы при уменьшении и увеличениискорости вытягивания,Установка непрерывной разливки металлов состоит из кристаллизатора 1, форсуночных секций, , соответствующих участ 50кам ЗОНЫ вторИчНОГО ОХлаждениЯ; тЯНуЩИхвалков 3, 4 и 5 - положения фронтовкристаллизации, 6 и 7 - положения концов жидкой фазы при различных скоростяхвытягивания 8 и 9 - график измененияФ55положения фронта кристаллизации и концажидкой фазы, соответственно при уменьшении скорости вытягивания, 10 и 11то же, при увеличении скорости вытягива 11 4ния. Установка имеет также непрерывнолитой слиток 12 и мениск металла 13 вкристалл изаторе.В процессе непрерывной разливки вкристаллиэатор 1 сечением 200 х 1700 ммразливают сталь марки 3 сп, из котороговытягивают слиток 12 с постоянной скоростью 1 =- 0,8 м/мин.Этой скорости соответствует положение фронта кристаллизации 5 и конец жидкой фазы 7, который находится на расстоянии 16 м от мениска металла 13. В зоне вторичного охлаждения слиток 12 охлаждают водой, распыливаемой форсунками, сгруппированными в 5 участков илифорсуночных секций 2 длиной по 3,2 мкаждая. На участках зоны вторичного охлаждения 2 устанавливают расходы воды12,0; 10,0; 6,0; 4,0 и 2,0 м/ч соответственно. Полное время эатвердевания слитка толщиной 250 мм составляет 20 мин,Расстояние от мениска металла 13 донижнего торца кристаллизатора 1 составляет 1,0 м.При уменьшении скорости вытягиванияс У 1 = 0,8 м/мин до У 2 = 0,4 м/минглубина жидкой фазы уменьшается с 16,0до 8,0 м, а фронт кристаллизации перемешается из положения 5 в положение 4.На первых трех участках расходы водыуменьшают до значений 8,0; 4,5 и 2,0 м 7 чсоответственно, На последних двух участках воду постепенно отключают, Процессразливки со скоростью Ч 2 = 0,4 м/минпродолжают больше времени полного затвердевания слитка. За это время конецжидкой фазы займет стационарное положение 6.На фиг. 2 показан график укаэанныхизменений в зависимости от времени с,Линия 8 характеризует времявыхода фрон- та кристаллизации в положение 4 по высоте зоны вторичного охлаждения в зависимости от времени , Линия 9 характеризует время подъема конца жидкой фазы из положения 7 в положение 6 или время, в течение которого уменьшают расходыводы по форсуночным секциям 2 в зависимости от времени Е, Для форсуночной секции 2 на уровне а-а, являющимся серединой секции, время уменьшения расходов воЛИ 1. будет составлятьЕКгде- расстояние от мениска металлав кристаллиэаторе до уровня а-а;У- новая уменьшенная скорость вы- тягиванияе5 6Для форсуночной секции 2 на уровне В этом случае для форсуночной секцииб-б являющейся серединой секции, время на уровне 6-б время увеличения расходовуменьшения расходов водыбудет со- воды С устанавливают меньшим, чемставлять время 4 при уменьшении скорости вытяХ гивания, Это объясняется тем, что скогде Я - расстоянйе от конца жидкой фа- ростьбольше скорости Ч вследстзы слитка при прежней скорости вие чего конец жидкой фазы быстрее выйвытягивания, дет в стационарное положение 7 из полоПри увеличении скорости вытягивания жения 6, чем при уменьшении скоростиснова с= 044 м/мин до Ч =048 м/мин вытягивания.увелич ва теличивают расходы воды на каждом участ- Разница значений времени измененияке секций 2 равномерно от прежних значе- расходов воды Т и Ч: на уровне а-а буний до новых, соответствующих новой ско- дет составлятьрости вытягивания Ч = 0,8 мlмин. а Ф-",д 4 Г =4 -Еад=ъвсех пяти участках расходы воды увели 2.чивают до 12,0; 10,0; 5,0; 4,0 и 2,0 матч Разница значений времени иаменениясоответственно. В этом случае глубина расходов воды . и 4. на уровне б бидкой фазы увеличивается с 8,0 до 16,0 м будет составлятьжидкой фазьа фронт кристаллизации перемешается изл.,ь5+Ь Е Ь бположения 4 в положение 5. 2 О ДЬ-Ь 2. 4 У-Ч Ч Юй-йНа фиг. 2 показан график указанных где Ь, - разница длин жидкой фазы.изменений в зависимости от времени Т, Зависимости для определения 4 С и 4Линия . харак10 териэует время выхода действительны для форсуночных секций,кристаллизации в положение 5 по расположенных выше положения конца жид 25ейвысоте эоны вторичного охлаждения в за- кой фазы 6, соответствуюшей меньшевисимости от времени 4." или время увели- скорости вытягивания, а зависимости длячения расходов водЫ в форсуночных сек- определения 2 и С для секций, распщюциях, Линия 11 характеризует время опус- женных ниже,кания конца жидкой фазы иэ положения 6в положение 7 или время включения форэоЭто объясняется тем, что положениесуночных секций. конца жидкой фазы 6, соответствующейДля форсуночной секции 2 на уровне меньшей скорости вытягивания, являетсяа-а время увеличения расходов водыточкой, от которой при последуюшем увебудет составлять личении скорости вытягивания жидкая фа0, 35аа начинает опускаться вниз. В секции,Ь Чв районе которой расположена эта точка,В этом случае для форсуночной секции будет наиболее большое время измененияна уровне а-а время увеличения расходов расходов воды. В частности, при уменьшеводы 7 устанавливают меньшим, чем нии скорости вытягивания оно имеет макЪ 4 Овремя." при уменьшении скорости вытя- симальное значение и составляет времягивания. Это объясняется тем, что ско- полного затвердевания слитка,рость Ч больше скорости Г вследствие Изобретение действительно при раэличчего фронт кристаллизации на уровне а-а ных значенияхдУ=Н-Ч уменьшения скобыстрее выйдет в стационарное положение рости вытягивания и последуюшего ее уве 455 при увеличении скорости вытягивания 4 личения.чем из положения 5 в положении 4 приуменьшении скорости вытягивания, Середина форсун ирночной секции выбираДля форсуночной секции 2 на уровне ется иэ условий, исключающих переохлажб-б время увеличения расходов водыдениз и перегрпе ег ев поверхности слитка побудет составлять длине секц5 Предлагаемый способ позволит улуч 4 Ч Ч-Ч 4 шить качество слитков на 2-3% аа счетгде 1 - расстояние от мениска металла устранения брака с ит1 16 ака слитков по внутреннимгде- ас тристаллизаторе до уровняи наружным трешш"м решинам, П и этом в слитб-б; ке снижаются значения термических напря 5 4 - расстояние от конца жидкой фа- жений до допустимых значений отсутстаы при уменьшенной скорости вует местное переохлаждение и перегреввытягивания до уровня бповерхности слитка, повышается стабиль 686811ность процесса кристаллизации непрерывнолитого слитка.Формула изобретенияСпособ непрерывной разливки металлов, включающий разливку 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 и изменение расхода воды от минимального значения до максимального в течение времени, равного времени полного затвердевания слитка, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения термических напряжений и повышения качества слитков, в процессе разливки при уменьшении скорости вытягивания слитка расход воды в форсуночных секциях, расположенных выше конца жидкой фазы, изменяют в течение времени большего25 на величинуЬ" по сравнению со временем при последующем увеличении скорос ти вытягивания, определяемую из соотцощенияT1 2где- расстояние от мениска металлав кристаллизаторе до серединыфорсуночной секции;У ц У - значения большей и меньшейскоростей вытягивания соответственно,а для форсуночных секций, расположенныхниже конца жидкой фазы ЬГ определяютиз соотношенияь Е,ч,где Ь - разница длин жидкой фазы прибольшей и меньшей скоростяхвытягивания;- расстояние от мениска металлав кристаллизаторе до серединыфорсуночной секции.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР555593, кл, В 22 Н 11/00, 1975,