Способ получения непрерывно-литых заготовок

(5)5 В 22 О 11/О ЕНТНО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) К ПАТЕНТУ(57) При ра дополнител разливочн зависимос скорость плавке в с м "плавка на плавку мпературу металла в чале разливки и в ичины измеряют отовки Ч на каждойму выражению: ливке способо но измеряютте ом ковше в на ти от ее вел ытягивания за ура пере - ск ПИСАНИЕ ИЗОБ 1(56) Патент Японии гл 52-41728,кл. В 22 О 11/10, 1977.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЪХ ЗАГОТОВОК Предполагаемое изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для непрерывного литья заготовок преимущественно из коррозионностойких сталей аустенитного класса.Известен способ получения непрерывнолитых заготовок нержавеющей стали ферритного класса, позволяющий ликвидировать такой поверхностный дефект холод-. нокатанного листа, как "волнистость", при этом скорость вытяжки заготовки определяют в зависимости от температуры металла в промежуточном ковше и сечения заготовки, которые взаимосвязаны формулой 0ОЯ 500200 + 2 у где О - те ератгрева стали над ликвидусом, С; Ч оро( В 5 ) Оп к У=К 10, м/мин,чкР где Т - температура металла в разливочном ковше, С; Тпк - требуемая температура металла в промежуточном ковше, С; Опк - емкость металла в промежуточном ковше, М; цкР - ПЛОщадЬ СЕЧЕНИЯ ЗаГОтОВКИ, М.; Кз. 2, коэффициент, учитывающий особенности теплопотерь в промежуточном ковше (К = 0,85 х х 1,0), 1 табл,сть вытяжки заготовки, см/мин; Я - попе- а речное сечение кристаллизатора, см .2Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает удовлетворительно-.го качества слябов из корроэионностойкой стали аустенитного класса из-за низкой ско-рости вь 1 тягивания за-отовки. ОИзвестен способ получения непрерыв- (Я но-литых заготовок из нержавеющих сталей, включающий подачу металла с перегревом над температурой ликвидуса из .разливочного ковша в промекуточный ковш и из последнего в кристаллизатор и вытягивание из кристаллизатора заготовки с г)еременной скоростью в зависимости отсечения заготовки, в котором перегрев металла над температурой ликвидуса задают равнымнад температурой ликвидуса из разливочного ковша в промежуточный ковш и из последнего в кристаллизатор и вытягиваниеиз кристаллизатора заготовки с переменной скоростью в зависимости от сечения эаготовки, согласно изобретения, в начале подачи металла из разливочного ковша в промежуточный ковш осуществляют измерение температуры металла в разливочном ковше и изменяют скорость вытягивания заготовки Ч по следующему выражению: 35 - 45" С, а заготовку сечением 1050 х 130 мм вытягивают со скоростью 0,91,0 м/мин.Этот способ характеризуется значительной колебаемостью температуры металла в промежуточном ковше на разных плавках, что при узком интервале скоростей вытягивания определяет неудовлетворительное качество заготовок из-за дефектов типа заворотов и трещин.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения непрерывно- литых заготовок иэ корроэионностойких сталей аустенитного класса, включающий подачу металла с перегревом над температурой ликвидуса из разливочного ковша в промежуточный ковш и из последнего в кристалпизатор и вытягивание из кристаппизатора заготовки с переменной скоростью в зависимости от сецения заготовки, в кото ром перегрев металла над температурой ликвидуса в разливочном ковше задают равным .115 - 125 С, а скорость вытягивания заготовок сечением 20 бх 1200 мм поддерживают равной 0,50,6 м/минНедостатком этого способа является низкое кацество отлитых заготовок и его нестабильность от плавки к плавке. При регламентировании в известном способе температуры металла в разливочном ковшеиз-за различий в температуре футеровки, в толщине слоя шлака и времени выдержки металла в разливочном ковше металла в промежуточном ковше характеризуется дляразных плавок значительным (до 60 С) копебанием температуры, что определяет нестабильное и низкое качество заготовок из-эа дефектов типа заворотов на плавках с понименной температурой и трещин наплавках с повышенной температуройЦелью изобретения является повышение и стабилизация качества заготовок эа счет снижения дефектов типа заворотов и трещин,Поставленная цель достигается тем, чтов способе получения непрерывно-литых заготовок преимущественно из коррозионностойких сталей аустенитного класса, включающем подачу металла с перегревом 5 10 15 2025303540(1) где Тск - температура металла в разливочном ковше, С;Тп - требуемая температура металла в промежуточном ковше, С;Опк - емкость металла в промежуточном ковше, м;окр - площадь сечения заготовки, м;г,К - коэффициент, учитывающий особенности теплопотерь мсидкой стали на участке разливочный ковш - промекуточный ковш (вид защитного порошка и теплопроводность футеровки в промежуточном ковше и т. д.). К 0,851;30 и 85-,постоянные величины, соответственно С и С/19мин.При создании настоящего изобретения исходили из положения необходимости обеспечения стандартной температуры металла в промежуточном ковше в зависимости от сечения заготовки для исключения как заворотов, так и трещин на поверхности слябов плавок серии.Это достигается, согласно изобретению, за сцет измерения температуры металла в разливочном ковше в начале подачи металла иэ разливочного ковша в промежуточный ковш и изменения скорости вытягивания заготовки по соотношению (1), что позволяет повысить и стабилизировать качество заготовок из коррозионностойких сталей аустенитного класса за счет снижения количества дефектов типа заворотов и трещин. Таким образом, наличие признаков, отличающихся от прототипа дпя достижения поставленной цели, позволяет сделать вывод о соответствии предложен.ного способа. критерию изобретения "Новизна",Согласно изобретения, необходимо измерять температуру металла в разливочном ковше в начале его подаци из разливочного ковша в промежуточный ковш. Это повышает надежность регулирования температуры металла в промежуточном ковше за счетучета потерь температуры металла до начала подачи, что приводит к повышению и стабилизации качества заготовок,Скорость вытягивания заготовки на каждой плавке необходимо определять в зависимости от температуры металла в разливочном ковше в начале подачи металла из разливочного ковша по соотношению (1), Это соотношение получено преобразованием экспериментального уравнения линейной зависимости перепада температуры металла между разливочным и промежуточ5Дальнейший поиск в науке и технике решений, могущих содержать отличительные от прототипа признаки, показал следующее,.В известном способе получения непре рывно-литых заготовок нержавеющей стали, ферритного класса скорость вытягивания заготовки определяют в зависимости от температуры металла в промежуточном ковным ковшами от логарифма комплекса Опк/бакр Ч с выделением последнего в отдельную часть, последующим потенцированием обеих частей уравнения и его решением относительно искомого Ч. Размерности величин 30 и 85 в соотношении (1) соответственно С и С/ ц мин. Комплекс представляет время пребывания металла в промежуточном. ковше, определяющее при данных футеровке и шлакообраэующей смеси потери тепла и, следовательно, снижение температуры стали в промежуточном ковше.Определение скорости вытягивания заготовки по указанному соотношению обеспечивает требуемую температуру металла в промежуточном ковше в узких, не более й 10 С, пределах ее значений от плавки к плавке, что определяет высокое, без грубых заворотов и трещин, и однородное, с разницей в зачистке не более й 1,5 мм, качество заготовок разных плавок.Уравнение зависимости скорости вытягивания заготовки от температуры металла в разливочном ковше учитывает размеры отливаемой заготовки, что позволяет получать суженные пределы требуемой температуры, определяя повышение качества заготовок независимо от их размеров и его стабилизацию от плавки к плавке,Потери тепла в промежуточном ковше оцениваются исходя из теплопроводности его футеровки и типа шлакообразующей смеси: К= К 1Кг, где К - теплопотери через футеровку ковша (для футеровки шамотным кирпичом К 1 равно 0,9; полуглиноземистым - 0,95 и высокоглиноземистым - 1,0); К 2 - теплопотери через теплоизолирующую смесь (К 2 = 0,951 в обратно пропорциональной зависимости от основности смеси, составляющей 0,5.1,5).Сущность предложенного способа заключается в том, что требуемую температуру в промежуточном ковше, при отличающихся на разных плавках температурах металла в разливочном ковше, обеспечивают изменением в зависимости от их величины скорости вытягивания заготовки по специальной зависимости. ше и сечения заготовки, что приводит к повышению качества холоднокатанного листа, Эти признаки совпадают с предложенными отличительными признаками. Однако сле дует отметить, что в предложенном способеэти признаки. способствуют повышению и стабилизации качества заготовок из коррозионностойких сталей аустенитного класса, Кроме того они приводят к снижению дефек тов заготовки типа заворотов и трещин, тоесть приводят к новым свойствам, не присущим известному. Следовательно, эти признаки могут быть отнесены к существенным признакам предложенного способа, а пред ложенный способ отвечает критерию изобретения "существенные отличия".Принципиальным отличием предло. женного способа от известных являетсявозможность обеспечения требуемой тем пературы металла в промежуточном ковшена каждой плавке при разных температурах металла в разливочном ковше на плавках за счет регулирования потерь температуры изменения времени пребывания металла в 25 промежуточном ковше.Для серийной разливки выплавляли в100-т электропечи сталь марки 12 Х 18 Н 10 Т.После выпуска из печи сталь в разливочном ковше продували в течение 8 минут арго ном. Затем ковш со сталью подавали дляразливки на УНРС. Здесь из разливочного ковша сталь с перегревом надтемпературой ликвидуса подавали в промежуточный ковш . и иэ последнего в кристаллиэатор и вытяги вали из кристаллизатора заготовку с переменной скоростью в зависимости отсечения заготовки.В начале подачи металла из разливочного ковша в промежуточный ковш осуществ ляли измерение температуры металла вразливочном ковше и изменяли скорость вытягивания заготовки на плавке по соотношению (1).П р и м е р 1, На одноручьевой УНРС 45 разливают первую плавку в серии из пятиодиночных плавок, Объем металла в промежуточном ковше 0,95 м, размеры заготовки 200 х 1200 мм (площадь сечения 0,24 м ), Футеровка промежуточного ковша выпол нека с рабочим слоем из высокоглиноземистого кирпича, теплоизоляционный шлаковый порошок в промежуточном ковше с основностью 0,5 (К = 1,0). Для обеспечения удовлетворительного качества заготовок 5 температура стали в промежуточном ковшедолжна составлять 1510 С. Согласно температуре металла в разливочном ковше в начале подачи металла из разливочного ковша, равной 1545 С, скорость вытягивания заготовки установили;, Опкмамин,Чкралла в разливоч где Тск - температуном ковше, С;- 1545-1510 +30 )Ч,0 10В 5Ю0,95 0,24 0,69 м/мин.Отлитые заготовки не имели грубых заворотов и трещин, а потери металла при зачистке заготовок составили от 6;5 до 9 мм (49 кг/т).На второй плавке в серии температура стали в разливочном ковше была 1530 С, В . соответствии с уравнением (1) скорость вытягивания заготовок изменили на- 1545-1530 + 30У,0 100,950,24- 1,04 м/мин, 15 Литые заготовки на этой плавке имели единичные завороты и трещины, оцениваемые индексом по 0,5, Потери металла при зачистке заготовок составили 55 кг/т. 20На третьей плавке в серии температура стали в разливочном ковше была 1560 С, а разливку проводили в соответствии с соотношением (1) со скоростью вытягивания заготовок: 25 1-. 1 Я 1 О ( ) 095 О,24 0,46 мlмин; 30При этом литые заготовки не имели грубых заворотов, а индекс продольных трещин оценивался 0,5. Съем металла при зачистке заготовок составил от 7,0 до 9,5 мм или 52 кг/т.На четвертой плавке в серии температура стали в разливочном ковше была 1545 С. Скорость вытягивания заготовки установили 1,2 м/мин вместо 0,89 м/мин согласно 40 соотношению (1). Отлитые заготовки имели грубые трещины и завороты с индексом этих дефектов соответственно 3,5 и 0,5. Съем стали при зачистке заготовок составил от 8 до 15 мм или 81 кг/т,45На пятой плавке в этой серии температура стали в разливочном ковше была 1545 О С, Скорость вытягивания заготовки установили 0,40 м/мин вместо 0,69 м/мин по соотношению предложенного способа. 50 Отлитые заготовки имели грубые завороты и единичные трещины, Индекс заворотов составил 3,5. Съемстали при зачистке составил 75 кг/т,е опытной серии плавок приведее. В этой же таблице приведены. производства заготовок других емкости металла в промежуточ(примеры 2 - 4. Качество заготовок и его стабильность оценивали по величине съема металла при зачистке заготовок, а также по изменению температуры металла в промежуточном ковше от плавки к плавке. Из таблицы следует, что наилучшие результаты по качеству заготовок из коррозионностойких сталей аустенитного класса получены при дополнительном измерении температуры металла в разливочном ковше в начале подачи металла и определении скорости вытягивания заготовки на каждой плавке по соотношению (1), В этом случае за счет стабилизации температуры металла в промежуточном ковше индекс дефектов по грубым трещинам и заворотам снижается в 8 раз (0,5 против 4,0 в известном способе) в предложенном способе по сравнению с известным, принятым за прототип, а съем стали при зачистке снижается в 1,5-1,6 раза.За базовый объект при расчете экономической эффективности предложенного способа принята технология производства непрерывно-литых заготовок в электросталеплавильном цехе Череповецкого металлургического комбината,Э = 0,020(650 - 350) хх 100000 = 600,0 тыс, рубгде 0,020 - снижение съема стали при зачистке слябов, т/т;650 и 350 - стоимость 1 т нержавеющей стали и отходов легированного лома, соответственно, руб/т;100000 - годовое производство нержавеющей стали, т,Формула изобретения Способ получения непрерывно-литых заготовок преимущественно из коррозионностойких сталей аустенитного класса, включающий подачу металла с перегревом над температурой ликвидуса из разливочного ковша в промежуточный ковш и из последнего в кристаллизатор и вытягивание из кристаллизатора заготовки с переменной скоростью в зависимости от сечения заготовки, отл и чаю щи й с я тем,что, с целью повышения и стабилизации качества заготовок за счет снижения дефектов типа заворотов и трещин, в начале подачи металла из разливочного ковша в промежуточный ковш осуществляют измерение температуры металла в разливочном ковше и изменяют скорость вытягивания заготовки Ч по следующему соотношению:10 1787065 Тпк - требуемая температура металла впромежуточном ковше, С;Опк - емкость металла в промежуточномковше, мэ;бакр - площадь сечения заготовки, м;2,К - коэфФициент, учитывающий особенности теплопотерь жидкой стали в промежуточном ковше,К = 0,85 - 1,0;5 30 и 85- постоянные величины, соответственно, С и РС/1 цмин. Основные технико-экономические показатели производства непрерывно-литых заготовок по предложенному способу и прототипу1787065 12 Продолжение таблицы Качество поверхности заготовок ММ пла- Ч, м/мин вок в се- рии М п/и е екты, ин екс съем металла и и зачистке завороты пределы, мм кг/т трещины среднее,ммСоставитель Б. КоротковРедактор А. Рожкова Техред.М,Моргентал Корректор С. Пекарь Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 262 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5