СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ СЛИТКОВ Российский патент 1997 года по МПК B22D11/00 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металла в слитки прямоугольного сечения.

Наиболее близким по технической сущности является способ непрерывной разливки прямоугольных слитков, включающий подачу металлов кристаллизатор, охлаждение широких и узких стенок кристаллизатора проточной водой в каналах, передвижение узких стенок относительно широких стенок, изменение ширины отливаемого слитка и расходов охлаждающей воды в каналах, а также вытягивание слитка из кристаллизатора. При этом каналы в узких стенках и по краям широких стенок объединены в самостоятельные крайние секции. В среднюю секцию входят каналы центральных частей широких стенок. Вода подается вначале сверху вниз через крайние секции, а затем проходит среднюю секцию вверх и идет на слив (петлевая разводка воды по каналам кристаллизатора). Расход воды на охлаждение слитков различной ширины устанавливают одинаковым (Попандопуло И. К. Михалевич Ю.Ф. Непрерывная разливка стали. М. Металлургия, 1990, с.111-112).

Недостатком способа является перерасход охлаждающей воды при уменьшении ширины отливаемого слитка от максимального значения до минимального. Это объясняется тем, что при петлевой разводке воды по широким стенкам при отливке слитка максимальной ширины происходит нагрев воды, сначала в крайних секциях каналов при ее движении сверху вниз и добавочный нагрев в каналах средней зоны при движении воды снизу вверх. Расход воды на охлаждение кристаллизатора с петлевой разводкой воды устанавливают с учетом этого фактора. Постоянство расхода воды при передвижении узких стенок и уменьшении ширины вытягиваемого слитка вызывает ее перерасход. При уменьшении ширины слитка вода в каналах крайних секций не нагревается, что вызывает уменьшение температуры ее нагрева в каналах средней части широких стенок. В этих условиях появляется возможность уменьшения расхода воды на охлаждение кристаллизатора при уменьшении ширины отливаемого слитка.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в экономии воды на охлаждение кристаллизатора при изменении ширины отливаемого слитка.

Технический эффект достигают тем, что способ непрерывной разливки прямоугольных слитков включает подачу металла в кристаллизатор, охлаждение широких и узких стенок кристаллизатора проточной водой в каналах, передвижение узких стенок относительно широких стенок, изменение ширины отливаемых слитков и расходов охлаждающей воды в зависимости от скорости вытягивания слитка, изменение направления движения воды в каналах широких стенок в их средней части на обратное, а также вытягивание слитка из кристаллизатора.

При передвижении узких стенок изменяют расход охлаждающей воды в каналах кристаллизатора на величину, равную:
ΔQ = ±K•ΔB,
где ΔQ величина изменения расхода воды на охлаждение кристаллизатора, м³/час;
ΔB суммарная величина перемещения узких стенок, равная 0,2-1,6 толщины слитка, мм;
К эмпирический коэффициент, учитывающий закономерность теплоотвода от оболочки слитка различной ширины, равный 0,1-0,3 м³/мм.ч.

Экономия воды на охлаждение кристаллизатора будет происходить вследствие уменьшения расхода воды при уменьшении ширины отливаемого слитка без изменения величины теплоотвода от оболочки слитка и нагрева воды в каналах сверх допустимых значений.

Диапазон значений изменения величины перемещения узких стенок или изменения ширины отливаемого слитка в пределах ±(0,2-1,6) его толщины объясняется закономерностями допустимого изменения теплоотвода от слитков различной ширины. При больших значениях не будет обеспечиваться необходимый теплоотвод слитка. При меньших значениях экономия воды будет несущественной.

Указанный диапазон устанавливают в зависимости от технологических требований процесса непрерывной разливки прямоугольных слитков.

Диапазон значений эмпирического коэффициента К в пределах 0,1-0,3 объясняется теплотехническими закономерностями нагрева воды в каналах кристаллизатора. При больших значениях экономия воды будет несущественной. При меньших значениях будет происходить перерасход охлаждающей воды.

Указанный диапазон устанавливают в обратной зависимости от величин изменения ширины отливаемого слитка ΔB
Изменение ширины отливаемого слитка производят от максимального значения при данной ширине широких стенок кристаллизатора до минимального значения и обратно. Начальное значение расхода воды устанавливают для условий отливки слитков максимальной ширины и изменяют его от максимального значения до минимального и обратно. Передвижение узких стенок производят как между разливками очередного ковша, так и в процессе разливки.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ непрерывной разливки слитков прямоугольного сечения осуществляют следующим образом.

Пример. В процессе непрерывной разливки прямоугольных слитков в кристаллизатор подают сталь марки ст.3 и вытягивают из него слиток. В рабочих медных стенках кристаллизатора выполнены каналы, по которым протекает охлаждающая вода. Узкие стенки установлены между широкими стенками с возможностью перемещения относительно них при помощи специального привода. При этом происходит изменение ширины отливаемого слитка от максимального значения до минимального и обратно в зависимости от технологических требований процесса непрерывной разливки. Возможно также перемещение слитка относительно продольной оси бочек роликов. Каналы по краям широких стенок объединены в крайние секции, а каналы в средней части широких стенок в свою среднюю секцию. При этом производят изменение направления движения воды в каналах широких стенок в их средней части на обратное.

При передвижении узких стенок изменяют расход охлаждающей воды в каналах кристаллизатора на величину, равную:
ΔQ = ±K•ΔB,
где ΔQ величина изменения расхода воды на охлаждение кристаллизатора, м³/час;
В суммарная величина перемещения узких стенок, равная 0,2-1,6 толщины слитка, мм;
К эмпирический коэффициент, учитывающий закономерности теплоотвода от оболочки слитка различной ширины, равный 0,1-0,3 м³/мм.ч.

При передвижении узких стенок или уменьшении ширины слитка уменьшается расход воды на охлаждение кристаллизатора. В этих условиях проточная вода в крайних каналах широких стенок не нагревается, т.к. эти крайние участки широких стенок не находятся в контакте со слитком. Ненагретая вода по каналам течет в среднюю часть широких стенок, что приводит к уменьшению температуры воды в каналах, расположенных в средней части широких стенок. Несмотря на уменьшение расходов воды нагрев воды в каналах при сливе из кристаллизатора остается прежним в пределах 10-15^oC.

В таблице приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами.

В примере 1, вследствие недостаточного изменения ширины слитка экономия воды несущественна.

В примере 5, вследствие значительной величины изменения ширины слитка не будет обеспечиваться необходимый теплоотвод от слитка несмотря на излишний расход воды.

В примере 6, прототипе, вследствие постоянства расхода воды при уменьшении ширины отливаемого слитка происходит перерасход воды.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие уменьшения расходов воды при уменьшении ширины слитка в оптимальных пределах обеспечивается необходимый теплоотвод от слитка при условии экономии воды на охлаждение кристаллизатора.

Применение способа позволяет обеспечить экономию воды на охлаждение кристаллизатора в пределах 5-10%

Способ непрерывной разливки прямоугольных слитков включает подачу металла в кристаллизатор, охлаждение широких и узких стенок кристаллизатора проточной водой в каналах, передвижение узких стенок относительно широких стенок, изменение ширины отливаемого слитка и расходов охлаждающей воды в каналах, сообщение направления движения воды в каналах широких стенок из их крайних зон в среднюю часть, а также вытягивание слитка из кристаллизатора. При передвижении узких стенок изменяют расход охлаждающей воды в каналах на величину, равную: ΔQ = ±K•ΔB, где ΔQ -величина изменения расхода воды на охлаждение кристаллизатора, м³/час; ΔB -суммарная величина перемещения узких стенок, равная 0,2-1,6 толщины слитка, мм; К - эмперический коэффициент, учитывающий закономерности теплоотвода от оболочки слитка различной ширины, равный 0,1-0,3 м³/мм•час. 1 табл.

Способ непрерывной разливки прямоугольных слитков, включающий подачу металла в кристаллизатор, охлаждение широких и узких стенок кристаллизатора проточной водой в каналах, перемещение узких стенок относительно широких стенок, вытягивание слитка из кристаллизатора, изменение ширины отливаемых слитков и расходов охлаждающей воды в зависимости от скорости вытягивания слитка, при этом проточной воде в каналах широких стенок кристаллизатора сообщают направление движения из крайних зон в их среднюю часть, отличающийся тем, что при перемещении узких стенок кристаллизатора изменяют расход охлаждающей воды в каналах кристаллизатора на величину
ΔQ = ±K•ΔB,
где ΔQ - величина изменения расхода воды на охлаждение кристаллазтора, м³/ч;
ΔB - суммарная величина перемещения узких стенок, равная 0,2 1,6 толщины слитка, мм;
К 0,1 0,3 м³/мм • ч эмпирический коэффициент, учитывающий закономерность теплоотвода от оболочки слитка различной ширины.