СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ Российский патент 2002 года по МПК B22D11/00 

Описание патента на изобретение RU2184009C1

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке стали.

Известен способ непрерывной разливки стали, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки с переменной скоростью охлаждения заготовки в зоне вторичного охлаждения путем подачи охладителя по зонам вдоль технологической оси машины и измерение температуры ее поверхности на выходе из зоны вторичного охлаждения (см. авт.св. СССР 865497, МКИ В 22 D 11/00, 1981 г. - прототип).

Однако предложенный способ не позволяет получить слиток с заданной макроструктурой, с развитой осевой зоной в виде равноосных кристаллов, обеспечивающих получение требуемых свойств при прокатке полученной заготовки, в том числе из конкретных марок стали.

Задачей изобретения является получение слитка с заданной макроструктурой, с развитой осевой зоной в виде равноосных кристаллов, обеспечивающих получение требуемых свойств при прокатке непрерывно-литой заготовки, в том числе на толстый лист из конкретных марок стали.

Желаемым техническим результатом является получение необходимой структуры слитка для конкретных марок стали, в частности для листовой стали, толщиной 100 мм, которая в условиях малых обжатий обеспечивает требуемые свойства металла в направлении, перпендикулярном поверхности листа, а также возможности получения толстого листа для корпусов судов, подвергаемых различным степеням нагрузки.

Сущность изобретения состоит в том, что способ непрерывной разливки стали включает подачу металла в промежуточный ковш и далее в кристаллизатор, измерение температуры металла в промежуточном ковше, вытягивание заготовки с переменной скоростью, вторичное охлаждение заготовки подачей охладителя по зонам вдоль технологической оси, измерение пирометром температуры поверхности заготовки на выходе из зоны вторичною охлаждения.

При этом в процессе разливки определяется положение конца жидкой фазы и температурный градиент по толщине корочки в месте измерения температуры поверхности заготовки, который определяют по формуле

где ΔT - температурный градиент по толщине корочки в месте измерения температуры поверхности заготовки, oС;
Тк - температура кристаллизации стали oС;
Тn - температура поверхности заготовки на выходе из зоны вторичного охлаждения oС;
l - расстояние от мениска металла до места измерения температуры, м;
V - рабочая скорость вытягивания заготовки, м/мин;
k - коэффициент затвердевания заготовки, равный 2,5-2,8 см/мин1/2;
δ - толщина затвердевшей корочки в месте установки пирометра, см, и поддерживают его в минимальных пределах, при этом верхний предел значения температурного градиента соответствует низкоуглеродистым маркам стали, а нижний предел - углеродистым и/или высокоуглеродистым маркам стали.

При положении конца жидкой фазы в точке измерения температуры поверхности заготовки температурный градиент определяют по формуле
ΔT/δ = 2(Tк-Tn)/h,
где ΔT - температурный градиент по толщине корочки в месте измерения температуры поверхности заготовки, oС;
Тк - температура кристаллизации стали, oС;
Тn - температура поверхности заготовки на выходе из зоны вторичного охлаждения, oС;
δ - толщина затвердевшей корочки в месте установки пирометра, см;
h - толщина непрерывно-литой заготовки, м.

Таким образом, предложенный способ позволит получить необходимую структуру слитка для конкретных марок стали, в частности листовой до 100 мм, которая в условиях малых обжатий обеспечивает требуемые свойства металла.

Раньше при непрерывной разливке для получения листа структура металла не принималась во внимание, а охлаждение металла рассчитывалось без учета структуры металла, при этом получалась дендритная структура. В данном случае критерием кристаллизации является не коэффициент затвердевания, а температурный градиент, при поддержании которого в требуемых пределах совместно со вторичным охлаждением и скоростью вытягивания обеспечивается необходимая структура металла.

В случае окончания жидкой фазы в точке измерения температуры поверхности заготовки температурный градиент определяется по формуле
ΔT/δ = (Tк-Tn)/(h/2),
где δ - толщина затвердевшей корочки в месте установки пирометра, см;
h - толщина непрерывно-литой заготовки, м;
Температурный градиент для различных марок стали необходимо поддерживать в определенных пределах, зависящих от температуры поверхности слитка, изменяющейся в пределах 900 - 1100oС, в зависимости от скорости вытягивания (V= 0,5-0,7 м/мин) и марки стали.

Таким образом, минимальный градиент обеспечивает получение макроструктуры слитка, в том числе при производстве толстого листа толщиной до 100 мм. В этом случае при малых степенях обжатия получают требуемые свойства металла в перпендикулярном направлении к поверхности, что необходимо для листовой стали, из которой изготавливают корпуса судов.

Протяженность жидкой фазы L можно рассчитать по формуле, что не исключает и другие варианты расчета
L = τп.з.V,
где τп.з. - время полного затвердевания непрерывно-литой заготовки, мин;
V - скорость вытягивания заготовки, м/мин.

Примеры выполнения способа.

1. Разливку стали марки Ст.10 производят на слябовой МНЛЗ со скоростью вытягивания непрерывно-литой заготовки 0,7 м/мин. Сечение получаемой заготовки 200•1100 мм. Вторичное охлаждение осуществляют водовоздушной смесью, подаваемой в зазор между роликами. Температуру поверхности заготовки измеряют на выходе из зоны вторичного охлаждения перед входом заготовки в тянущуюся клеть с помощью пирометра, установленного на расстоянии 9,8 м от мениска металла. Температура поверхности заготовки составляет 1050oС.

В этом случае длина жидкой фазы составит:
L = τп.з.V = 17,0•0,7 = 11,9 м (т.е. больше 9,8),
где 17,0 - время полного затвердевания непрерывнолитой заготовки, толщиной 200 мм из Ст.10, т.е. больше 9,8.

В этом случае температурный градиент по толщине корочки в месте измерения температуры поверхности заготовки можно рассчитать по формуле
подставляя исходные данные, получим

Поддерживая это значение температурного градиента по толщине корочки, мы обеспечиваем получение заданной макроструктуры заготовки с равноосными кристаллами в осевой зоне.

2. Разливают сталь 65Г на слябовой МНЛЗ сечением заготовки 200•1100 мм со скоростью вытягивания 0,6 м/мин. Охлаждение осуществляют водовоздушной смесью. Температура поверхности заготовки 1000oС. Длина жидкой фазы составит
L = τп.з.V = 19,0•0,6 = 11,4 м, т.е. больше 9,8 м.

Температурный градиент по толщине корочки составит

Поддерживая это значение градиента температуры по толщине корки в процессе разливки, мы получим заданную структуру заготовки.

3. Частный случай. Разливают сталь марки Ст.10 на слябовой МНЛЗ с сечением заготовки 200•1000 мм со скоростью 0,55 м/мин. Вторичное охлаждение осуществляется водовоздушной смесью. Температура поверхности заготовки в месте установки пирометра на выходе из зоны вторичного охлаждения составляет 950oС. Длина жидкой фазы в этом случае составит
L = τп.з.V = 17,0•0,55 = 9,35 м (т.е. меньше 9,8), где 17,0 - время полного затвердевания непрерывно-литой заготовки, толщиной 200 мм из Ст.10, а температурный градиент определяем по формуле
к-Tn)/(h/2)=(1520-950)/10=570/10=57.

Из вышесказанного следует, что в этом случае корочка полностью затвердевает. Тогда последний расчет и является частным случаем.

Поддержание температурного градиента обеспечивает получение заданной макроструктуры слитка, а именно получение равноосных кристаллов, что необходимо для требуемых физических свойств металла.

Таким образом, предложенный способ позволит получить необходимую структуру слитка для конкретных марок стали, в частности для листовой стали толщиной до 100 мм, которая в условиях малых обжатий обеспечивает требуемые свойства металла в перпендикулярном поверхности листа направлении.

С использованием предложенного способа предоставляется возможность получения толстого листа для корпусов судов, подвергающихся различным степеням нагрузки.

Похожие патенты RU2184009C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОХЛАЖДЕНИЯ СЛИТКА НА УСТАНОВКЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА 2003
  • Авдонин В.Ю.
  • Парфенов Е.П.
  • Буланов Л.В.
  • Корзунин Л.Г.
  • Смирнов А.А.
RU2243062C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК 2010
RU2444413C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ 2009
  • Прохоров Сергей Викторович
  • Юречко Дмитрий Валентинович
  • Казаков Александр Сергеевич
  • Захаров Игорь Михайлович
  • Николаев Олег Анатольевич
RU2403121C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК 2002
  • Ламухин А.М.
  • Лунев А.Г.
  • Зиборов А.В.
  • Ванжа Г.Ю.
  • Савинова Н.Г.
  • Куклев А.В.
  • Айзин Ю.М.
  • Паршин В.М.
  • Тиняков В.В.
  • Луковников В.С.
  • Глазунов С.Д.
  • Данилов В.Л.
RU2226138C2
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК 2012
  • Казаков Александр Сергеевич
  • Юречко Дмитрий Валентинович
  • Прохоров Сергей Викторович
  • Сарычев Борис Александрович
  • Николаев Олег Анатольевич
  • Мошкунов Владимир Викторович
  • Рабаджи Дмитрий Викторович
RU2494834C1
СПОСОБ НАСТРОЙКИ РОЛИКОВ В СЕКЦИЯХ ОПОРНОЙ ЗОНЫ СЛЯБОВЫХ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК 1999
  • Чумаков С.М.
  • Лунев А.Г.
  • Цветков А.Д.
  • Данаусов В.А.
  • Куклев А.В.
  • Паршин В.М.
  • Айзин Ю.М.
RU2149732C1
СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ЗАГОТОВОК НА МАШИНАХ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ 2009
  • Салихов Зуфар Гарифуллинович
  • Ишметьев Евгений Николаевич
  • Газимов Руслан Тахирович
  • Глебов Александр Георгиевич
  • Романенко Василий Павлович
  • Салихов Кирилл Зуфарович
  • Питкин Александр Николаевич
  • Авдонин Вячеслав Юрьевич
RU2422242C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК 1999
  • Липухин Ю.В.
RU2145267C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ 2012
  • Казаков Александр Сергеевич
  • Юречко Дмитрий Валентинович
  • Прохоров Сергей Викторович
  • Сарычев Борис Александрович
  • Пехтерев Сергей Валерьевич
RU2492021C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ 2007
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Девяткин Юрий Дмитриевич
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Дементьев Валерий Петрович
  • Обшаров Михаил Владимирович
  • Александров Игорь Викторович
  • Шуклин Алексей Владиславович
  • Сычев Павел Евгеньевич
  • Бойков Дмитрий Владимирович
RU2345862C1

Реферат патента 2002 года СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливке стали. Сущность способа состоит в том, что в процессе разливки определяют положение конца жидкой фазы и температурный градиент по толщине корочки в месте измерения температуры поверхности заготовки по формуле где ΔT - температурный градиент, oС, Тк - температура кристаллизации стали, oС, Тп - температура поверхности заготовки на выходе из зоны вторичного охлаждения, oС, l - расстояние от мениска металла до места измерения температуры, м, V - рабочая скорость вытягивания заготовки, м/мин, К - коэффициент затвердевания заготовки, равный 2,5-2,8 см/мин1/2, δ - толщина затвердевшей корочки в месте установки пирометра, см. Кроме того, при положении конца жидкой фазы в точке измерения температуры поверхности заготовки температурный градиент определяют по формуле ΔT/δ = 2(Tк-Tп)/h, где h - толщина непрерывно-литой заготовки, см; δ - толщина затвердевшей корочки заготовки в месте установки пирометра, см. Желаемый технический результат - получение необходимой структуры слитка для конкретных марок стали, в частности для листовой стали, толщиной до 100 мм, которая в условиях малых обжатий обеспечивает требуемые свойства металла в направлении, перпендикулярном поверхности листа, а также обеспечение возможности получения толстого листа для корпусов судов, подвергающихся различным степеням нагрузки. 1 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 184 009 C1

1. Способ непрерывной разливки стали, включающий подачу металла в промежуточный ковш и далее в кристаллизатор, измерение температуры металла в промежуточном ковше, вытягивание заготовки с переменной скоростью, вторичное охлаждение заготовки путем подачи охладителя по зонам вдоль технологической оси, измерение пирометром температуры поверхности заготовки на выходе из зоны вторичного охлаждения, отличающийся тем, что в процессе разливки определяют положение конца жидкой фазы и температурный градиент по толщине корочки в месте измерения температуры поверхности заготовки, который определяют по следующей формуле

где ΔT - температурный градиент по толщине корочки в месте измерения температуры поверхности заготовки, oС;
Тk - температура кристаллизации стали, oС;
Тп - температура поверхности заготовки на выходе из зоны вторичного охлаждения, oС;
l - расстояние от мениска металла до места измерения температуры, м;
V - рабочая скорость вытягивания заготовки, м/мин;
k - коэффициент затвердевания, равный 2,5-2,8 см/мин1/2;
δ - толщина затвердевшей корочки в месте установки пирометра, см,
и поддерживают его в минимальных пределах, при этом верхний предел значения температурного градиента соответствует низкоуглеродистым маркам стали, а его нижний предел - углеродистым и/или высокоуглеродистым.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при положении конца жидкой фазы в точке измерения температуры поверхности заготовки температурный градиент по толщине корочки определяют по следующей формуле

где Тк - температура кристаллизации стали, oС;
Тп - температура поверхности заготовки на выходе из зоны вторичного охлаждения, oС;
δ - толщина затвердевшей корочки на месте установки пирометра, см;
h - толщина непрерывно-литой заготовки, м.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2184009C1

Способ непрерывного литья заготовок 1979
  • Целиков Андрей Александрович
  • Майоров Алексей Иванович
  • Ганкин Владимир Борисович
  • Буторов Анатолий Васильевич
  • Смоляков Анатолий Соломонович
  • Кондратюк Анатолий Михайлович
  • Бордюгов Вячеслав Николаевич
  • Житник Георгий Гаврилович
  • Айзин Юрий Моисеевич
  • Васильева Римма Степановна
SU865497A1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА 1992
  • Лебедев Владимир Ильич[Ru]
  • Щеголев Альберт Павлович[Ru]
  • Тихановский Владимир Алексеевич[Ru]
  • Кузьминов Александр Леонидович[Ru]
  • Бойко Юрий Павлович[Ru]
  • Луковников Владимир Сергеевич[Ru]
  • Жаворонков Юрий Иванович[Ua]
  • Николаев Борис Николаевич[Ua]
RU2043832C1
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВКИ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ И УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО РАЗЛИВА 1996
  • Др. Фритц-Петер Плешиучнигг
RU2138345C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ 1998
  • Чумаков С.М.
  • Щеголев А.П.
  • Кузьминов А.Л.
  • Уйманов В.А.
  • Николаев Б.Н.
  • Зинченко С.Д.
  • Лебедев В.И.
  • Сараев О.В.
RU2149729C1
JP 04313454, 05.11.1992
US 4892133, 09.01.1983
Устройство для моделирования невесомого сложно-напряженного стержня 1976
  • Федоров Алексей Иванович
  • Салов Павел Николаевич
SU646352A1

RU 2 184 009 C1

Авторы

Ламухин А.М.

Зиборов А.В.

Савинова Н.Г.

Николаев Б.Н.

Куклев А.В.

Айзин Ю.М.

Паршин В.М.

Луковников В.С.

Даты

2002-06-27Публикация

2001-01-26Подача