Способ непрерывной разливки металлов
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
Союз СоаетскикСоциалистическимиРеспублик ОП ИСАНИЕизоьретения "Д 99 Щ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 15.05.80 (21) 2923495/22-02 31) М.КЛ.з с присоединением заявки Мо(23) Приоритет В 22 0 11/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийОпубликовано 230182, Бюллетень Мо 3 Дата опубликования описания 230182 53) УДК 621,746,.047(088.8)В.Б ато Всесоюзный ордена Ленина наи проектно-конструкторскиймашиностр чноедова етал(71) Заявител исти ения 4) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ фазы при меньвытягивания; длина кидк й шей скорости меньшая скор вания, тках,распол о, время опр о ть вытяг женных вышеделяют по зана уча каэанно исимост меска уча яги ниж рос по где 1, - расстояние от мен 5 талла до середины Ч - новая скорость вы на участках, расположенных эанного, при уменьшении ск тягивания время определяют симости5 ины участфазы притягивания;вытягивание от сере онца идкой скорости в же скорости мостиольшей чении зависи и уве я - п Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.Известен способ непрерывной разливки металлов 1), включающий заливку металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлаждение поверхности слитка водой, распыливаемой форсунками, сгруппированными по участкам, изменениерасходов воды по участкам в зависимости от скорости вытягивания, фиксирование или опрос значений расходов воды по участкам и сравнение их с оптимальным значением с помощью ЭВМ. Оптимальные значения представляют собой экспоненциальную зависимость уменьшения значений расходов воды вдоль зоны вторичного охлаждения от максимального значения под кристаллизатором до минимального в конце эатвердевания слитка. При этом время, в течение которого регулируют расход воды при изменении скорости вытягивания, устанавливают переменным по длине охлаждаемой поверхности слитка, причем максимальное время задают на участке с концом жидкой фазы, соответствующим меньшей из двух регулируемых скоростей и оделяют по зависимости50 60 Недостатком способа является низкое качество непрерывнолитых слитков, Это объясняется тем, что в процессе разливки регулируют расходы воды на всей длине участка в зависимости от расстояния его середины до конца жидкой фазы. В этом случае в оптимальных условиях охлаждается только элемент поверхности слитка, находящийся на середине участка. Все остальные элементы поверхности слитка, находящиеся на длине участка, охлаждаются не в оптимальных условиях. Это явление усугубляется тем, что длины участков имеют большую величину, достигающую, значений 2-3 м. В результате на поверхности слитка появляются переохлажденные и перегретые Места, что приводит к увеличению значений термических напряжений и образованию внутренних и наружных трещин. Известен также способ непрерывной разливки металлов, включающий заливку металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлаждение поверхности .слитка водой, распыливаемой форсунками, сгруппированными по участкам, изменение расходов воды по участкам в зависимости от скорости вытягивания, фиксирование или опрос значений расходов воды по участкам и сравнение их с оптимальным значением с помощью ЭВИ, Оптимальные значения представляют собой экспоненциальную зависимость уменьшения значений расходов воды вдоль эоны вторичного охлаждения от максимальногд значения под кристаллизатором, до минимального в конце затвердевания слитка. При этом в процессе разливки при изменении скорости вытягивания на участках зоны вторичного охлаждения устанавливают промежуточные значения расходов воды, при увеличении скорости вытягивания на каждом последующем участке устанавливают расходы воды предыдущего участка, не изменяя времени охлаждения слитка, и увеличивают число работающих участков, при уменьшении скорости вытягивания слитка на каждом предыдущем участке устанавливают расходы воды последующего участка, не изменяя времени охлаждения слитка, и уменьшают число работающих участков, а промежуточные расходы воды переключают на расходы воды,соответствующие измененной скорости вытягивания через время, необходимое для прохождения элементом поверхности слитка расстояния от мениска металла в кристаллизаторе до уровня, соответствую,щего 0,1-0,3 и-го участка зоны вторичного охлаждения 2 . 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 Недостатком такого способа является низкое качество непрерывнолитого слитка. Это объясняется тем,что при изменении скорости вытягивания в оптимальных условиях охлаж,даются только элементы поверхностислитка, находящиеся на длине 0,10,3 каждого участка зоны вторичногоохлаждения. Другие элементы поверхности слитка, находящиеся на остальной длине каждого участка, охлаждаются в неоптимальных условияхи претерпевают разогрев или переохлаждение в зависимости от направления изменения скорости вытягивания,что вызывает рост термических напряжений и образование внутренних инаружных трещин,Наиболее близким к изобретениюявляется способ непрерывной разливкиметаллов, включающий заливку металла в кристаллизатор, вытягивание изнего слитка с переменной скоростьюохлаждения поверхности слитка в зоневторичного охлаждения водой, распыливаемой форсунками, сгрупиированнымипо участкам, изменение расходов водыпо участкам в зависимости от скорости вытягивания, условное деление длины слитка в зоне вторичного охлаждения на отдельные элементы по мереего выхода из кристаллизатора,прослеживание перемецения каждого элемента вдоль зоны вторичного охлаждения относительно нижнего среза кристаллизатора, фиксирование значенийрасходов воды по участкам по меревыхода из кристаллизатора каждогоэлемента и сравнение их с оптимальным значением с помощью ЭВМ, Приэтом на основании величины временипрохождения элементом поверхностислитка расстояния от мениска металлав кристаллизаторе до середины соответствующего участка в последнемустанавливают расходы воды, используя при этом теоретически рассчитанную оптимальную кривую зависимостивеличины расходов воды от временипрохождения каждым элелентом поверхности слитка длины зоны вторичногоохлаждения или текущего времени егокристаллизации. Теоретически рассчитанная кривая при этом представляютсобой экспоненциальную зависимостьуменьшения значений расходов водывдоль зоны вторичного охлаждения отмаксимального значения под кристаллизатором до минимального в концезатвердевания слитка.В процессе разливки производятрегистрацию расходов воды по участкам по мере прихода очередного элемента поверхности слитка к определенному ряду форсунок на участкеэоны вторичного охлаждения. Полученный результат расходов воды сравнивают с оптимальным, который долженбыть для этого ряда форсунок в данный момент времени по теоретическирассчитанной кривой. По результатамсравнения производят регулированиерасходов воды по длине всего участка. При помощи ЭВМ в этом случаепроизводят расчет времени перемещения каждого элемента поверхности отнижнего среза кристаллизатора доопределенного ряда форсунок на каждом участке 3 .Недостатком известного способаявляется невозможность обеспеченияоптимального охлаждения слитка навсей длине каждого участка зонывторичного охлаждения, Это объясняется тем, что регулирование при использовании теоретически рассчитанной зависимости уменьшения расходов воды вдоль зоны вторичного охлаждения позволяет охлаждать в оптимальных условиях только отдельныфэлемент поверхности слитка на длинекаждого участка. Для обеспеченияэтих оптимальных для каждого элемента условий необходимо каждый участокэоны вторичного охлаждения соизмерять с шириной поля орошения каждогоряда форсунок, т.е. обеспечить каждый ряд форсунок, расположенный поперек слитка, своей регулирующейи управляющей аппаратурой. Однакоэто неосуществимо, так как участкиэоны вторичного охлаждения имеютдлину 2-5 м. В этих условиях на длине каждого участка условно выбираютопределенный ряд форсунок, по прохождении которого контролируемымэлементом поверхности слитка производят опрос расхода воды на этомучастке и на основании этого показания устанавливают расход воды длявсего участка. Однако в этих условиях для других элементов, находящихся в данный момент на длине участка,в который входит контролируемыйэлемент, невозможно обеспечить соответствующие расходы воды. Известныйспособ непрерывной разливки металловдля своего осуществления требуетотказаться от применения участковзоны вторичного охлаждения, в пределах которых находилось бы несколько рядов форсунок. Однако это требование при применяющихся в настоящеевремя конструкциях зоны вторичногоохлаждения неосуществимо из-за громоздкости и сложности управляющейи регулирующей аппаратуры.В известном способе при изменении скорости вытягивания расходыводы по участкам устанавливают сразупосле ее изменения на всей длинеучастка,Так как изменение толщины оболочки слитка и положения конца жидкойфазы происходят во времени, то мгновенное изменение расхода воды приведет к перегреву или переохлаждению отдельных элементов поверхности надлине каждого участка, что приводитк браку слитков по внутренним и наружным трещинам,Цель изобретения - улучшение ка 5 чества непрерывнолитых слитков.Поставленная цель достигается тем,что согласно известному способу непрерывной разливки металлов, включающему заливку металла в кристал-лизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичного охлаждения водой, распыливаемойфорсунками, сгруппированными поучасткам, изменение расходов водыпо участкам в зависимости от скорости вытягивания, прослеживание перемещения длины каждого из элементов,на которые условно разделен слитокпо своей длине, вдоль эоны вторичногоМ охлаждения относительно нижнего среза кристаллизатора, регистрация значений расходов воды по участкам помере выхода из кристаллизатора каждого элемента и сравнение их с опти 25 мальными значениями с помощью ЭВМ,в процессе разливки расходы воды поучасткам вдоль зоны вторичного охлаждения регулируют по суммарномуколичеству воды, приходящемуся наЗ 0 каждый элемент поверхности слитказа время его полного затвердевания,при этом определяют средний расходводы по каждому участку и на каждыйэлемент в пределах каждого участкад за время между двумя соседними опросами ЭВМ, суммируют расходы воды накаждый элемент и полученные интегральные суммы сравнивают с оптимальной интегральной суммой по каждомуучастку.Теоретические и экспериментальныеисследования показывают, что использование при регулировании расходовводы по участкам вдоль зоны вторичного охлаждения нового, ранее не45 применявшегося критерия - регулирование расхода воды по суммарному количеству воды, приходящемуся на каждый элемент поверхности слитка завремя его полного затвердевания или0 перемещения вдоль зоны вторичногоохлаждения, позволяет более точноконтролировать процесс кристаллизациислитка независимо от изменения скорости вытягивания слитка.В предлагаемом способе производятсуммирование количества воды, поданной на каждый элемент поверхностислитка в данный момент времени междудвумя опросами расходов воды,с количеством воды, поданной ранее на него60 на всем пути по данной точке на данном участке. Полученное количество воды на длине каждого участка сравнивают с оптимальной интегральной суммой,полученной на основе теоретических65 теплотехнических ресурсов. Теоре 899241тически рассчитанная зависимость представляет собой интегральную суммурасходов воды, приходящейся на каждый элемент поверхности слитка завремя его полного затвердевания. Врезультате того, что определяют интегральную сумму количеств воды повсем элементам, находящимся в данныймомент времени на всей длине каждогоучастка, и сравнивают ее с оптимальным значением, и на основе этого регулируют расходы воды по данномуучастку, появляется возможность охлаждать поверхность слитка на всейдлине каждого участка в оптимальных условиях. При этом, благодаряучету предыдущего количества воды,вылитой на каждый элемент поверхности слитка, появляется возможностьучитывать изменение скорости вытягивания и изменять расходы воды поучасткам с учетом этого изменения вовремени.В известном способе определяютфактический расход воды для всегоучастка без учета истории охлажденияостальных элементов, находяцихся в 25данный момент на длине участка,В предлагаемом способе, хотя ирегулируют расход воды по участкамтакже мгновенно, но производят егос учетом истории охлаждения всех Зоэлементов, находящихся в данный момент времени на всей длине каждогоучастка., с учетом всех предыдущихизменений скорости вытягивания.Благодаря этим отличительным приз- З 5накам производят охлаждение слиткав оптимальных условиях на всей длине зоны вторичного охлаждения, чтоприводит к устранению локальных местперегрева или переохлаждения, куменьшению значений термических напряжений, к устранению внутренних инаружных трещин.На Фиг, 1 представлена схема машины непрерывного литья заготовок;иа фиг. 2 - график изменения суммарного количества воды, приходящегосяна каждый элемент поверхности слиткана каждом участке зоны вторичногоохлахсдения,Способ непрерывной разливки металлов осуцествляют на машине непрерывного литья заготовок, состояцей из кристаллизатора 1, поддерживающих 2 и тянуцих 3 валков, между которыми расположены Форсунки 4, сгруппированные по двум участкам 5 и б и слитка 7,На графике (Фиг.2) показаны теоретическая кривая 8 зависимости изменения суммарного количества воды60 по участкам и Фактические кривые 9 и 10 изменения суммарного количества зоды по участкам, полученные при очередной регистрации расходов воды по участкам. 65 Способ непрерывнси р,: ливки мс -таллов осуществляетс:я сег.ющим сбразом,В процессе непрерывной разливкив кристаллизатор 1 длиной 1 м заливают сталь марки Зсп и вытягиваютиз него слиток 7 сечением 1501000 ммсо скоростью 0,86 м/мин при помощитянуцих валков 3. В зоне вторичногоохлаждения поверхность слитка 7 охлаждается водой, распыливаемой форсунками 4 сгруппированными по двумучасткам 5 и б длиной по 3 м каждый.По мере выхода слитка 7 из кристаллизатора 1 слиток условно делятна элементы длиной Ь = 250 мм припомощи длинномера, показания которого передаются в память ЭВМ. Нафиг, 1 показаны двадцать четыре элемента поверхности слитка. После выхода очередного элемента из кристаллизатора ему присваивается номер первый. При последующем его перемещении вдоль зоны вторичного охлаждения ему последовательно присваиваются номера с первого по двадцать четвертый. После выхода из зонывторичного охлаждения после двадцатьчетвертого этот элемент поверхностислитка устраняется из памяти ЭВМ.На фиг. 2 показаны график суммарного количества воды, приходящегосяна каждый элемент поверхности слитка с первого по двадцать четвертыйпо мере его продвижения вдоль эонывторичного охлаждения, При этомзависимость 8 соответствует теоретической зависимости суммарного количества воды, приходящегося накаждый из двадцати четырех элементовпри постоянной оптимальной рабочейскорости вытягивания, равной в примере 0,86 м/мин, При данных параметрахразливки длина жидкой фазы составляет 7,0 м. При длине зоны вторичногоохлаждения 6,0 м конец жидкой фазынаходится в районе элемента двадцатьчетвертого слитка, где происходитполное его затвердевание,Расходы воды по участкам 5 и бсоставляют соответственно 6,0 и4,2 мз/ч или 20 л/см на единицу длины участка 5 и 14 л/см на единицудлины участка б.В процессе разливки после выходаиз кристаллизатора 1 очередного элемента поверхности слитка 7 производят регистрацию при помощи ЭВМ значений расходов воды в данный моментвремени по участкам 5 и б, Полученные значения расходов воды за дверегистрации усредняют и принимают,что в период между этими двумя регистрациями были эти полученные угредненные расходы воды постоянными.Полученные средние расходы воды икаждый элемент относят к длинеучастка 5 и 6 и пслучают сглизе тгводы, выливающейся за период Ь накаждый элемент поверхности слитка.При этом производят суммирование полученных значений расходов ноды накаждый элемент поверхности с ранееполученным количеством воды каждымэлементом. Полученные суммарные количества воды, приходяциеся на каждый элемент слитка, показаны в видепрямоугольников напротив каждого номера элемента поверхности слитка(Фиг.2). Посредством интегральногосуммирования определяют суммарнуюкривую по нсей длине участка 5 и б.При постоянной скорости полученныезависимости совпадают с теоретически необходимыми 8. 5 Однако в процессе разливки возможны изменения скорости вытягивания от рабочего оптимального значения. В этом случае промежутки времени между двумя соседними регистрациями ЬГ будут различными и каждый последующий элемент поверхности слитка 7 будет выходить из кристаллизатора также через разные промежутки време ни. В этих условиях отдельные элементы поверхности слитка будут получать не одинаковое количество воды н единицу нремени. В этом случае также производятрегистрацию значений расходов воды нданный момент времени по участкам5 и б по мере выхода очередного эле,мента поверхности слитка из кристал-З 5лизатора 1. Посредством интегрального суммирования определяютсуммарные кривые 9 и 10 по всейдлине участка 5 и б. После этогоопределяют разницу в интегральныхсуммах, определяемых соответственнозависимостями 9 и 8 на участке 5,10 и 8 на участке б. Расходы водыпо участкам 5 и б регулируют н соответствии с полученными разницамив интегральных суммах. .45Привязку каждого из элементов поверхности слитка к нижнему срезукристаллизатора или началу эонывторичного охлаждения производят позависимости (. = и (., где и - поряд иковый номер элемента после его выходаиз кристаллизатора по длине зоны вторичного охлаждения. При этом(о ) - расстояние от нижнего среза 5кристаллизатора до начала и конца(-того участка. На основании этих .За,висимостей определяют номер участка,в котором н данный момент времени находится каждый элемент поверхностислитка,Применение предлагаемого способа позволяет регулировать расходы воды по участкам эоны вторичного охлаище- ния с учетом ранее полученного количества воды каждым элементом поверхности слитка. При этом оптимальнымусловиям охлаждения подвергают все элементы поверхности слитка, находящиеся в данный момент времени на всей длине каждого участка зоны вторичного охлаждения. В результате этого отсутствуют перегретые и переохлажценные элементы поверхности слитка, снижаются термические напряжения, уменьшается брак слит" ков по внутренним и наружным трещинам на 0,15, снижается обрезь слитков на 0,1%.Формула изобретенияСпособ непрерывной разливки металлов, включающий заливку металла н кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичного охлаждения водой, распыливаемой форсунками, сгруппированными по участкам, изменение расходов воды по участкам в зависимости от скорости вытягивания, прослеживание перемещения длины каждого из элементов, накоторые условно разделен слиток по своей длине, вдоль эоны вторичного охлаждения относительно нижнего среза кристаллизатора, регистрации значений расходов воды по участкам по мере выхода из кристаллизатора каждого элемента и сравнение их с оптимальными значениями с помощью ЭВМ, о т л и" ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества непрерывнолитого слитка, н процессе разливки расхода воды, по участкам вдоль зоны вторичного охлаждения регулируют по суммарному количеству воды, приходяще-: муся на каждый элемент поверхности слитка за время его полного затнерденания, при этом определяют сред" ний расход воды по каждому участку и на каждый элемент в пределах каждого уч стка за время между соседни" ми опросами ЭВМ, суммируют расходы воды на каждый элемент и полученные интегральные суммы сравнивают с оптимальной интегральной суммой по каждому участку.источники инФормации, принятые но внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 685416, кл. В 22 Р 11/00, 1979.2. Авторское свидетельство СССР Р 655466, кл. В 22 О 11/00, 1979.2, "Радех-Кипдьспап", 1976, Р 1, с; 619-623 (прототип).899241 Суммориый рисяоб авды, в/см фиг.Г Составитель В. Битковка Техред М. Тепер КорректорС. Щома 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная дактор Р. Ци каз 12014/14 Тираж 852 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 13035, Москва, Ж, РаП комии от ская писноета СССытийаб., д
СмотретьЗаявка
2923495, 15.05.1980
ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
ИВАНОВ АНАТОЛИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, СМИРНОВ ВЛАДИМИР СЕРГЕЕВИЧ, ЛЕБЕДЕВ ВЛАДИМИР ИЛЬИЧ, ЕВТЕЕВ ДМИТРИЙ ПЕТРОВИЧ, ЦЕЛИКОВ АНДРЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, СМОЛЯКОВ АНАТОЛИЙ СОЛОМОНОВИЧ, ГАНКИН ВЛАДИМИР БОРИСОВИЧ, АЙЗИН ЮРИЙ МОИСЕЕВИЧ, МАНАЕНКО ЕВГЕНИЙ НИКОЛАЕВИЧ, ФИЛАТОВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ПАРШИН ВАЛЕРИЙ МИХАЙЛОВИЧ
МПК / Метки
МПК: B22D 11/00
Метки: металлов, непрерывной, разливки
Опубликовано: 23.01.1982
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-899241-sposob-nepreryvnojj-razlivki-metallov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ непрерывной разливки металлов</a>
Предыдущий патент: Способ исследования процесса кристаллизации металлов
Следующий патент: Устройство для ввода алюминиевой проволоки в сталеразливочный ковш
Случайный патент: Поточная линия