Способ обработки металла при непрерывном литье заготовок и устройство для его осуществления

(51)5 В 22 О 11/10 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Мариупольский металлургический институт(72) А,А, Булянда, О.В. Носоченко, А,Б, Страхов, Г.А. Николаев,.Н.И. Ревтов, В.Г, Ленский, О.Б. Исаев, Ю,М. Кумачев, В,Р, Набатников, Е.А, Иванов и А.П. Кравченко (56) Авторское свидетельство СССР йг 1603617, кл, В 22 О 11/10, 1989.Авторское свидетельство СССР ,М 1150825, кл. В 22 О 11/04, 1984.(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЬВНОМ ЛИТЬЕ ЗАГОТОВОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: изобретение относится к металлургии и может быть использовано Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металла, и может быть использовано при литье в прямоугольный кристаллизатор. Цель изобретения - повышение качества отливаемых заготовок и повышение эффективности воздействия за счет стабильного плавления ленты и расширения марочного состава применяемых лент,На фиг,1 показана схема осуществления предлагаемого способа ввода ленты, в том числе узкая сторона кристаллизатора прямоугольного сечения 1, большая сторона кристаллизатора 2, вводимая лента 3; на фиг,2 - общий вид устройства; на фиг.3 - разрез А - А на фиг,2: на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2. при непрерывной разливке металла в прямоугоаьный кристаллизатор. Сущность изобретения; способ обработки металла при непрерывной разливке, включающий подачу металла в кристаллизатор, ввод в него холодильников в виде металлической ленты под углом ее продольной оси 2 - 4 к вертикальной оси кристаллизатара и под углом 8-15 ее большей стороны к широкой стороне кристаллизатора с помощью устройства для обработки металла с проводкой, выполненной из верхней и нижней частей с возможностью вращения нижней части вокруг горизонтальной оси, при этом направляющие нижней части расположены со смещением на 0,02 - 0,05 ширины проводки в вертикальной плоскости и на 0,15-0,20 в горизонтальной: 2 с.п.ф-лы, 4 ил., 2 табл,Ввод ленты в расплав не вертикально, а под определенными углами к сторонам кри- ф сталлизатора позволяет добиться полного СО плавления ленты как на высокотемператур- а ных, так и на низкотемпературных плавках, а увеличить массовый расход ленты, что суще- сО ственно улучшает качество непрерывнолитого сляба, расширить марочный состав вводимых макрохолодильников за счет возможности ввода в расплав лент с высокими температурами ликвидуса,Выбор величины углов определялся при а помощи метода гидравлического моделирования на водяных моделях и проверкой полученных результатовнатурными экспериментами на действующих МНЛЗ. Величины углов являются оптимальНыми с точки зрения попадания ленты в область перегре51015 20 25 30 35 40 45 50 того металла, т.е, факела струи, увеличения площади теплового и механицеского воздействия струи и вводимой ленты.Учет этих факторов позволяет на 50 - 60/ ускорить время расплавления вводимых холодильников, увелицить на 30-50, скорость ввода ленты и массовый расход холодильников, что существенно влияет на процессы кристаллизации и структурообразование. С другой стороны выбор углов является оптимальным с тоцки зрения учета схемы циркуляции конвективных потоков в жидком ядре слитка. Выбор углов. меньших 2-4 к вертикальной оси кристаллизатора (а) и 8-15 по отношению к большой стороне кристаллизатора ф), снизит площадь взаимодействия холодильника с факелом струи, уменьшит время пребывания ленты в перегретом расплаве, цто резко снизит эффективность воздействия и увеличит возможность появления такого нежелательного эффекта, как неполное плавление ленты. С другой стороны увеличение углов а сверх 2-4 и /3 - 8-15 соответственно может отрицательно повлиять на схему циркуляции потоков, что приведет к ухудшению качества поверхности непрерывнопитого сляба, а также резко усилит давление струи на плоскость ленты с возможностью примораживания ленты к оболочке узкой грани слитка, что также снижает эффективность воздействия и отрицательно влияет на распределение неметалпических включений по сечению слитка,Результаты экспериментов по разливке стали Зсп в заготовку сечением 0,3 х 1,85 м с вводом ленты размерами 0,4 х 0,00012 м приведены в табл.1,В ходе экспериментов скорость разливки составляла 0,7 мамин, температура стали в промежуточном ковше - 1540 С. Из таблицы следует, что применение углов аи 3 в пределах 2 - 4 и 8 - 15 соответственно дает наибольший эффект воздействия на структурообразование, ,Резко сокращается зона стопбчатых кристаллов, уменьшается качество внутренних дефектов, что в итоге приводит к значительному снижению отсортировки листов и дает существенный зкономический эффект как по сравнению с базовым вариантом разливки, так и по сравнению с разливкой по прототипу. Устройство (фиг,2) для подачи металлической ленть в расплав при разливке заготовок представ пяет собой самоходную тележку 4 с электро механицеским приводом перемещения 5 Тележка выполнена в виде рамы 6 с разме щенным на ней поворотным столом 7, про водки 8 для придания стальной ленте необходимой траектории движения, головки 9 для правки и подачи ленты. Поворотный стол вращается вокруг вертикальной оси 10, закрепленной на раме, На поворотном столе на вертикальных стойках 11 симметрично вертикальной оси вращения размещены две кассеты 12 с лентой. Вращение стола осуществляется электромеханическим приводом 13.Головка состоит из вмонтированных подающих 29 и правильных 30 роликов. Подающие ролики вращаются электродвигателем 14 через редуктор 15. Один из приемных роликов является мерительным (на фиг,2 не показан), передающим информацию о количестве поданной ленты. Конструкция головки позволяет регулировать давление приемных и подающих роликов на стальную ленту и необходимую деформацию ленты винтом 16,, Проводка представляет собой раму, состоящую из двух частей - подвижной 17 и неподвижной 18. Неподвижная часть крепится к головке пластиной 19, подвижная вращается на угол до 45 вокруг горизонтальнойоси 20, закрепленной на раме. Вращение осуществляется пневмоцилиндром 21. Внутри проводки расположены направляющие 22 (фиг.3), образующие канал 23, который придает необходимую траекторию движения ленты 3, позволяя ее вводить в кристаллизатор с необходимыми углами наклона в горизонтальной и вертикальной плоскостях, На выходе ленты из проводки установлен подвижный кронштейн 24(фиг.2), к которому крепится отсекатель шлака 25. Кронштейн приводится в движение пневмоцилиндром 26, Смещения направляющих в горизонтальной плоскости на 0,02. -0,05 и в вертикальной на 0,015 - 0,20 величины ширины проводки являются оптимальными величинами и определяются качественными показателями заготовки.Снижение смешений на величины ниже предложенных в устройстве существенно снижают эффективность воздействия макрохолодильников на процессы затвердевания и кристаллизации, резко снижается качество отливаемой заготовки, неоправданно возрастает возможность неполного плавления ленты, Увеличение смешений в сторону, превышающую предложенные в устройстве начинают существенно искажать циркуляционные потоки в жидкой лун- - 55 ке слитка, что вызывает резкое увеличениекак внутренних, так и поверхностных дефектов,Предлагаемая конструкция устройства 3 за счет создания направляющей из двух частей с возможностью вращения нижней ча10 15 20 25 сти вокру горизонтальной оси на угол до 45 ввод ленты в расплав не требует поднятия промковша, что делает процесс ввода ленты в расплав непрерывным во времени и позволяет устройству вписаться в технологическую цепочку. Наличие смешения направляющих в проводке позволяет вводить стальную ленту в кристаллизатор под различными углами, что существенно повышает эффективность применения установки, расширяет диапазон ее использования, ведет к существенному улучшению качества сляба. Разливка по предложенномуспособу с применением устройства осуществляется . следующим образом, Перед началом разливки выбирают марку стали вводимой ленты, ее геометрические размеры, устанавливают значение скорости ввода ленты в расплав, Устанавливают кассету с лентой на поворотный стол и закрепляют фиксатором 27, Заводят ленту через входные ролики 28 в зону приемных, Механизмом перемещения устройство подается к кристаллизатору, Пневмоцилиндром поворачиваем подвижную часть проводки в рабочее положение, Опускаем подвижную часть проводки, заглубляя ленту в расплав. Эти операции проводятся без подъема промковша. После окончания стальной ленты в бухте отключают привод подачи стальной ленты и поворотный стол вращают на 180. Включают привод подачи ленты после заправки конца ленты в подающие ролики, Продолжается ввод ленты.Для опробования устройства были проведены натурные эксперименты по разливке стали 09 Г 2 С в кристаллизатор сечением 0,25 х 1,65 при вводе ленты сечением 0,35 х 0,0015 м, Скорость разливки поддерживали в пределах О,б,65 мlмин, температуру металла в промежуточном ковше - 1530 - 1535 С, Основные результаты приведены в табл,2,В результате проведения серии опытных раэливок и отбора темплетов от слябов и изучения качественных показателей макроструктуры литого металла и отсортировки листов металла опытных плавок и плавок, отлитых по базовой технологии и прототипу. отмечаем, что наивысшие показатели ка 30 35 40 45 50 чества получены при отливке слябов по предложенному соотношению смешений направляющих друг к другу, т.е. при величинах равных 0,02-0,05 в горизонтальной и 0,15-0,20 в вертикальной плоскостях, Несоблюдение этих условий приводит к существенному снижению качества сляба,Применение предложенных способа и устройства повышают эффективность процесса непрерывной разливки сляба и качество металлопродукции,Формула изобретения 1,Способ обработки металла при непрерывном литье заготовок, включающий подачу металла в кристаллизатор прямоугольного поперечного сечения и ввод в него холодильников в виде металлической ленты.отличающийся тем,что,сцелью повышения качества отливаемых заготовок за счет исключения внутренних дефектов и улучшения пластических свойств и повышения эффективности воздействия за счет стабильного плавления ленты и расширения марочного состава применяемых лент, ввод ленты осуществляют под углом 24 ее продольной оси к вертикальной оси кристаллизатора и под углом 815 ее большей стороны к широкой стороне кристаллизатора,2,Устройство для обработки металла при непрерывном литье заготовок, содержащее тележку с платформой, установленный на ней барабан и подающий механизм, состоящий из головки с приводными и правильными роликами и проводки в виде рамы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества отливаемых заготовок за счет исключения внутренних дефектов и улучшения пластических свойств и повышения эффективности воздействия за счет стабильного плавления ленты и расширения марочного состава применяемых лент, рама выполнена из верхней и нижней частей с возможностью вращения нижней части вокруг горизонтальной, при этом направляющие нижней части расположены со смешением на 0,020,05 ширины проводки в вертикальной плоскости и на 0,150,20 - в горизонтальной,- ЖОБ фо. оы с о 1 ХаФ О й дЩ о 1 ОО.мс сЩ БйФфсОБ ЩО си Ь.као ао2 см х - щщощО.ЩУОо Щ 1 л Щ Х Б Б 1 Ф СО БЗУ СС,с щФО л а кхх ад О х Б Б У с Ф СО ,Ф Б Ок Б х х Б У Б 1 Ф СО ос о 1-щС ф 1- с Бао 0х уйс 8 1хФ1 Ьщ Ф ы Ба сЩ Щ3 ОФЩ с О Б с Щ фБ О о. с ,х щмщ оа 2 щ с с х 2 х с Ф 1- Б Х Ф О Б х 2 с о 2 л а 1-. О о а 2 Ф 3. Б Б с 2 ю о сО с м в и в с1 У ССЧ О О О СЧ воовввоовОООВВВВООсч -ооо ввввввовосч -ооосч фофивиу о 1 иУМс 1 УМСЧ О О л ф С В Л л С 4 сссссссс О О О О О О О О вввввввю с с с с с с с с с ООООООООО М М М М М 6 М М М с х 2 Х с Ф 1- Е Х Щ а О Б х х о й о О Б с Б М о а Б 1- о. о О о Б 2 а л 1 л а О о а х Щ Р 1 С 1 СЧ Л , В СЧ СО СОМ СЧ СЧ О О О О О Э В В О О О О - ОО ОВВВВВОВВСЧ - О ОО ОВВВВВОООсч ооо О и ф сч В О с 4 ит т СЦ -оьм уи-м В В Со О О СО ВОО- -СЧМ -О ООООООО ООВОООВсч м в и- мОоооооооооооооо М СГ В 1 О Л1811973 Составитель Л,ДымшицТехред М.Моргентал орректор Г К едактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1547 ТиражВНИИПИ Государственного комитета и113035, Москва, ЖПодписноезобретениям и открытиям при ГКНТ ССРаушская наб 4/5