СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ СТАЛИ Российский патент 1998 года по МПК B22D11/12 

Изобретение относится к способу изготовления длинномерных продуктов из стали с помощью непрерывной разливки в кристаллизаторе установки непрерывной разливки.

Известно изготовление в установке непрерывной разливки длинномерных продуктов с круглым поперечным сечением литья и обжатие на примыкающем к установке непрерывной разливки этапе обжатия непрерывной заготовки до круглого формата, соответствующего в отношении размеров поперечному сечению первого продукта прокатного стана для длинномерных продуктов, таких, как фасонные прутки, фасонные балки, проволока или рельсы. Обжатие литой непрерывной заготовки осуществляется здесь исключительно в зоне полного затвердевания непрерывной заготовки [1].

Известно изготовление в кристаллизаторе установки непрерывной разливки непрерывных заготовок с квадратным поперечным сечением, осуществление под кристаллизатором в зоне, в которой непрерывная заготовка еще полностью не затвердела, обжатия за несколько постоянных, следующих друг за другом шагов малой величины, при котором хотя и уменьшается поперечное сечение непрерывной заготовки, однако форма поперечного сечения литой непрерывной заготовки в основном сохраняется [2].

С помощью этого способа уже могут достигаться улучшения по сравнению с процессом непрерывной разливки для форматов заготовки (квадрат и четырехугольник) в отношении качества непрерывной заготовки и качества разливаемой стали и по сравнению со стационарным литьем в отношении расходов.

При известных способах является недостатком то, что в непрерывной заготовке возникают центральные ликвации. Эту ликвацию и связанное с ней снижение качества конечного продукта пытались устранить за счет "холодного" литья, следовательно с помощью перегрева расплава в распределителе всего лишь на 10-15^oK выше температуры ликвидуса И/или за счет электромагнитного перемешивания расплава.

Для ряда продуктов, (среди них игольчатые ролики или шарики для изготовления подшипников), достижимое количество не удовлетворяет, однако, требованиям.

В основе изобретения лежит задача устранения описанных недостатков и воздействия при непрерывной разливке стали на непрерывную заготовку при ее затвердевании таким образом, чтобы центральная ликвация была подавлена, или практически предотвращена.

Задача решается признаками п. 1 формулы изобретения. Варианты осуществления принципиального решения содержатся в дополнительных пунктах формулы изобретения.

Помимо устранения внутренней ликвации способ согласно изобретению приводит к размельчению кристаллической структуры и повышенная степень близкого конечным размером литья, так как также исходя из литейного поперечного сечения можно переходить от размеров блюма к размерам заготовки. С помощью изобретения открывается следующая входящая в технологический процесс производственная линия для длинномерных продуктов.

Изобретение поясняется более подробно с помощью примера осуществления, схематически изображенного на чертеже.

Продукт, покидающий установку непрерывной разливки, должен явиться заготовкой квадратного поперечного сечения с длиной кромки 100 мм. Для этой цели в кристаллизатор установки непрерывной разливки 1 обычной конструкции разливается круглая непрерывная заготовка 2 с диаметром 127,4 мм. Диаметру 127,4 мм соответствует периметр непрерывной заготовки 400 мм и площадь поперечного сечения 12 741 мм². Под кристаллизатором непрерывная заготовка за счет роликов 3 направляется по дуге. Радиус 4 дуги составляет в соответствии с дугообразным кристаллизатором 1 приблизительно 7000 мм. При скорости отвода непрерывной заготовки 5 м/мин получается металлургическая длина около 15000 мм. В пределах этого участка непрерывную заготовку 2 за счет двух пар гладких цилиндрических роликов 5, 6, расположенных попарно противолежащими друг другу в одной плоскости, обжимают из формы круглого поперечного сечения в форму прямоугольного поперечного сечения. В зависимости от качества стали обжатие может осуществляться в один или несколько этапов, причем при чувствительности к трещинам преимущественно применяют до четырех этапов обжатия 7, 8, 9, 10. Величину обжатия на отдельных этапах следует выбирать таким образом, чтобы внутренняя деформация на границе твердый-жидкий не превышала предел текучести материала. С учетом этого обстоятельства величина обжатия также может выбираться на всех этапах одинаковой. На этапах обжатия 7-10 диаметр круглой непрерывной заготовки уменьшается от 127 мм на соответственно 6,8 мм, так что на этапе обжатия 10 имеется квадратная заготовка с длиной кромки 100 мм при таком же периметре, что и круглая непрерывная заготовка, но с уменьшенной по сравнению с круглой непрерывной заготовкой площадью поперечного сечения.

Обжатие осуществляют в зоне 2-фазной области ниже нижней точки перегрева расплава, благодаря чему в готовом продукте высокая доля структуры с малым размером зерна в соответствии со структурой проката достигается уже в литой непрерывной заготовке. Обжатие, следовательно, осуществляют в пределах участка непрерывной заготовки, на котором более, чем 20% поперечного сечения непрерывной заготовки и до 70% поперечного сечения непрерывной заготовки еще являются жидкими. При этом следует обращать внимание на то, чтобы при чувствительных к трещинам сортах стали на деформацию, вызванную уменьшением поперечного сечения, не накладывались следующие деформации, например, за счет этапов правки в случае установок с криволинейным кристаллизатором овальной формы.

Этапы правки, в настоящем случае их два, обозначены позициями 11 и 12 и находятся в пределах зоны непрерывной заготовки с жидкой составляющей. Однако к области изобретения относится расположение этапов обжатия 7, 8, 9, 10 и этапов правки 11, 12 таким образом, чтобы один из этапов правки соответственно находился между двумя следующими друг за другом этапами обжатия.

Использование: область металлургии, конкретное изготовление длинномерных продуктов из стали с помощью непрерывной разливки. Сущность: разливают жидкую сталь в охлаждаемый водой кристаллизатор установки непрерывной разливки, в котором сталь частично застывает с образованием кольцеобразной оболочки непрерывной заготовки с круглой или овальной формой поверхности поперечного сечения или полигональной формой с более чем четырьмя углами с минимальным периметром 200 мм. Непрерывную заготовку уменьшают до ее полного затвердевания за счет обжимающего воздействия на непрерывную заготовку опорных средств по площади ее поперечного сечения при сохранении длины ее периметра. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ изготовления длинномерных продуктов из стали с размерами первого пропуска для продольного прокатного стана, включающий подачу жидкой стали в водоохлаждаемый кристаллизатор установки непрерывной разливки, получение в нем частично затвердевшей заготовки с кольцеообразной оболочкой и уменьшение под кристаллизатором поперечного сечения заготовки до ее полного затвердевания за счет обжимающих опорных средств при сохранении длины ее периметра, отличающийся тем, что в кристаллизатор получают частично затвердевшую заготовку с поперечным сечением круглой, или овальной, или многоугольной формы с более чем четырьмя углами и минимальным периметром 200 мм, а уменьшение поперечного сечения заготовки осуществляют в зоне двухфазной области ниже нижней точки перегрева обжатия до многоугольной формы поперечного сечения с по меньшей мере четырьмя углами или овальной, или круглой формы, при этом общее обжатие осуществляют в три этапа с уменьшением площади поперечного сечения заготовки по меньшей мере на 5 50% по меньшей мере за один этап обжатия. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что между этапами обжатия для уменьшения поперечного сечения заготовки осуществляют ее обжатие за счет усилий растяжения. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при обжатии используют обжимающие опорные средства, чьи поверхности располагают одна напротив другой в плоскости поперечного сечения соответствующего этапа обжатия, а заготовке задают форму поперечного сечения, ближайшую к форме поперечного сечения изготавливаемого длинномерного продукта. 4. Способ по одному из пп.1 3, отличающийся тем, что при получении заготовки в криволинейном кристаллизаторе овальной формы для уменьшения ее диаметра после обжатия осуществляют правку путем деформации.