СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК Российский патент 1995 года по МПК B22D11/00 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке металлов и сплавов.

Известен способ непрерывного литья прямоугольных заготовок, включающий подачу металла в кристаллизатор из промежуточного ковша, вытягивание заготовки из кристаллизатора с переменной скоростью и ее охлаждение в зоне вторичного охлаждения (Э. Герман "Непрерывное литье", М. 1961 г. с.772-773).

Недостатками известного способа являются неудовлетворительное качество поверхности заготовок и наличие грубых продольных и поперечных трещин при снижении содержания марганца и кремния в металле.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ непрерывного литья прямоугольных заготовок из конструкционных сталей, включающий подачу металла в кристаллизатор из промежуточного ковша с перегревом над температурой ликвидуса, вытягивание заготовки из кристаллизатора с переменной скоростью и охлаждение заготовки в зоне вторичного охлаждения (журнал "Сталь" N 11, 1988 г. с.6-10).

Основным недостатком прототипа является неудовлетворительное качество поверхности отливаемых заготовок из-за наличия грубых продольных и поперечных трещин при снижении содержания марганца и кремния в металле.

Указанный недостаток устраняется в предлагаемом способе непрерывного литья прямоугольных заготовок из конструкционной стали, включающем подачу металла в кристаллизатор из промежуточного ковша с перегревом над температурой ликвидуса, вытягивание заготовки из кристаллизатора с переменной скоростью и охлаждение заготовки в зоне вторичного охлаждения, за счет того, что температуру перегрева металла в промежуточном ковше устанавливают на 5.30^оС выше температуры ликвидуса, скорость вытягивания заготовки определяют из выражения:
V=а-0,01˙ Δ t, где V скорость вытягивания заготовки, м/мин;
Δ t температура перегрева стали над температурой ликвидуса, ^оС;
а экспериментальная постоянная (а=0,75.0,90), м/мин;
0,01 коэффициент пропорциональности, м/мин, ^оС; а разливают сталь следующего химического состава, мас. С 0,08.0,16 Мn 0,15.1,40 Si 0,02.0,90 Al 0,01.0,10 Fе Остальное
Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении качества поверхности отливаемых заготовок за счет устранения грубых продольных и поперечных трещин и уменьшении содержания марганца и кремния в стали при сохранении требуемых физико-механических свойств стали.

Регламентация температуры перегрева и определение скорости вытягивания заготовок по предлагаемому выражению обеспечивают устранение грубых продольных и поперечных трещин на заготовках из стали с пониженным содержанием марганца и кремния и сохранение требуемых физико-механических свойств проката из них, поскольку при этом ограничивается величина термических напряжений и предотвращается рост зерна в литой стали.

Разливка определенного химического состава стали обеспечивает сохранение требуемых механических свойств проката из литых заготовок, поскольку снижение свойств при предлагаемом уменьшении содержания марганца и кремния компенсируется более мелким зерном в непрерывно-литой стали.

П р и м е р. Разливают конструкционную сталь типа 09Г2 с перегревом над температурой ликвидуса из промежуточного ковша в кристаллизаторы сечением 250х1550 мм на двухручьевой МНЛЗ. Заготовки вытягивают из кристаллизаторов с переменной скоростью в зависимости от перегрева металла. Температура ликвидуса составила около 1520^оС.

Сталь перегревают на Δ t=15^оС выше температуры ликвидуса (температура стали в промежуточном ковше 1535^оС). Скорость вытягивания заготовок устанавливают равной
V=0,80-0,01˙15=0,65 м/мин и разливают сталь состава, мас. 0,09 углерода; 1,45 марганца; 0,20 кремния; 0,03 алюминия и 98,20 железа. Остальное примеси (сера, фосфор, хром, никель и медь).

Отлитые заготовки не имеют грубых продольных (индекс по пятибалльной шкале 1,0) и поперечных (индекс 0,5) трещин. Механические свойства проката толщиной 10 мм из заготовок характеризовались величинами: предел прочности δ_в= 61-65 кг/мм² (среднее значение 62,3 кг/мм²); предел текучести δ _т46.48 кг/мм² (среднее значение 47 кг/мм²) и относительное удлинение δ ₅= 22.24% (среднее значение 23,1% ), что выше требований стандарта для стали 09Г2 (соответственно 60,0 кг/мм²; 45,0 кг/мм² и 19%).

Способ обеспечивает удовлетворительные технологические свойства литых заготовок и требуемые служебные характеристики проката из них для сталей с более низкими содержаниями легирующих элементов в стали марганца и кремния.

Способ включает подачу металла в кристаллизатор из промежуточного ковша, охлаждение и вытягивание заготовки, при этом металл в кристаллизатор подают с температурой на 5... 30°С выше температуры ликвидуса, скорость вытягивания определяют из выражения: v = a - 0,01 Δt, где v - скорость вытягивания заготовки, м/мин; Δt - температура перегрева стали над температурой ликвидуса, ° С; a - экспериментальная постоянная (a - 0,75...0,90), м/мин; 0,01 - коэффициент пропорциональности, м/мин °С.

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК, включающий подачу в кристаллизатор из промежуточного ковша конструкционной стали с перегревом над температурой ликвидуса, вытягивание заготовки из кристаллизатора с переменной скоростью и охлаждение заготовки в зоне вторичного охлаждения, отличающийся тем, что температуру перегрева металла в промежуточном ковше устанавливают на 5 30^oС выше температуры ликвидуса, скорость v вытягивания заготовки определяют из выражения
v=a-0,01·Δt,
где v скорость вытягивания заготовки, м/мин;
Δt температура перегрева стали над температурой ликвидуса, ^oС;
a эмпирическая постоянная (a 0,75 0,90), м/мин;
0,01 коэффициент пропорциональности, м/мин, ^oС,
при этом в кристаллизатор подают сталь следующего химического состава, мас.

C 0,08 0,16
Mn 0,15 1,40
Si 0,02 0,90
Al 0,01 0,10
Fe Остальное