Способ получения непрерывнолитых слябов прямоугольного сечения из высокоуглеродистой стали Российский патент 2022 года по МПК B22D11/08 B22D11/11 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам непрерывной разливки высокоуглеродистой стали в слиток прямоугольного сечения (сляб).

Для повышения выхода годного при непрерывной разливке высокоуглеродистой стали особое внимание нужно уделить: содержанию водорода в металле, скорости разливки, вторичному охлаждению, используемой шлакообразующей смеси в кристаллизаторе и режиму термической обработки непрерывнолитого сляба. Эти технологические факторы в конечном итоге влияют на выход годного в непрерывнолитом слябе.

Известен способ непрерывной разливки инструментальных сталей, который включает подачу жидкой стали в кристаллизатор, формирование слитка и его вытягивание из кристаллизатора, охлаждение слитка в зоне вторичного охлаждения с изменением интенсивности в прямо пропорциональной зависимости от рабочей скорости вытягивания [Патент SU 1668019 А1, МПК С21С 7/00, B22D 11/00, 1989].

Недостатки данного способа - разработан алгоритм вторичного охлаждения, но не учитываются другие технологические факторы, несоблюдение которых ведет к снижению выхода годных слитков.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ непрерывной разливки металлов, который включает подачу жидкой стали в кристаллизатор с криволинейной технологической осью, вытягивание из кристаллизатора слитка прямоугольного сечения с переменной скоростью, поддержание и направление слитка в зоне вторичного охлаждения при помощи роликов, охлаждение поверхности слитка по четырем граням водой, распыляемой форсунками, изменение удельных расходов воды вдоль зоны орошения по экспоненциальному закону с последующим охлаждением на воздухе причем в процессе разливки по длине зоны вторичного охлаждения на грани, расположенной по малому радиусу, на участке, соответствующем 0,04-0,07 времени полного затвердевания слитка, удельные расходы воды уменьшают [Патент SU 950487, МПК С21С 7/00, B22D 11/00, 1982].

Недостатки данного способа - учитываются только вторичное охлаждение сортового или блюмого сечения, нет параметров для прямоугольного сечения, что снижает выход годных слитков.

Технический результат изобретения - снижение поверхностных дефектов слябов и как следствие увеличение выхода годной продукции и снижение себестоимости производства стали.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения непрерывнолитых слябов прямоугольного сечения из высокоуглеродистой стали, включающем подачу жидкой стали в кристаллизатор, формирование сляба, его вытягивание и охлаждение, согласно изобретения во время подачи жидкой стали в кристаллизатор применяют шлакообразующую смесь с температурой плавления 1100-1250°С, вязкостью при 1300°С - 0,19-0,39 Па⋅с и основностью (CaO/SiO₂) в диапазоне 1,0-1,5, осуществляют разливку стали с содержанием водорода не более 0,0004% в слябы, вытягивание слитка ведут со скоростью 0,5 м/мин и обеспечивают изменение скорости вытягивания не более 0,05 м/мин, осуществляют охлаждение сляба на участке вторичного охлаждения, соответствующем не более 9,0 метров длины затвердевания сляба, путем подачи водо-воздушной смеси, удельный расход которой поддерживают в диапазоне 9,0-13,0 м3/ч, затем слябы нагревают до температуры 800-900°С, осуществляют выдержку в течение 7,5-8,5 часов и далее проводят охлаждают с печью.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Ограничение содержания водорода в высокоуглеродистой стали стали обусловлено тем, что при содержании водорода более 0,0004% металл становится флокеночувствительным.

При скорости разливки 0,5 м/мин температура металла в промежуточном ковше практически не изменяется и позволяет отливать слябы с одинаковой скоростью без изменений при различных технологических операциях. Изменения скорости на величину более 0,05 м/мин (как в большую так и в меньшую стороны) приводят к появлению нестационарных режимов вторичного охлаждения и как следствие к образованию внутренних дефектов структуры.

Превышение величины участка вторичного охлаждения более 9,0 метров или расходов водовоздушной смеси более 13,0 м³/ч приводит к переохлаждению поверхности широких граней и образованию продольных трещин на поверхности сляба.

Изменение заявленных технических характеристик шлакообразующей смеси (температура плавления 1100-1250°С, вязкость при 1300°С - 0,19-0,39 Па⋅с и основность (CaO/SiO₂) в диапазоне 1,0-1,5) приводит к тому, что ШОС неравномерно затекает в зазор между заготовкой и кристаллизатором и на поверхности сляба образуются продольные трещины.

Если после разливки слябы не подвергаются отжигу (нагрев до температуры 800-900°С, выдержка в течение 7,5-8,5 часов и далее замедленное охлаждение), то в последствии во время остывания на воздухе происходит образование термических трещин.

Нагрев слябов до температуры 800-900°С с выдержкой в течение 7,5-8,5 часов и последующим замедленным охлаждением обусловлен исключением процесса образования термических трещин.

Пример осуществления способа.

Заявляемый способ разливки высокоуглеродистой стали был реализован в 150-тонном стальковше.

Варианты реализации способа приведены в таблице. Примеры 1 и 3 с соблюдением предложенных технологических параметров, примеры 2, 4, 5 и 6 с несоблюдением некоторых параметров.

Из представленных результатов видно, что при выполнении всех предложенных технических решений (примеры 1 и 3) выход годных слябов составляет 100% (поверхностных дефектов слябов не выявлено).

Напротив, при невыполнении некоторых предложенных технических решений (примеры 2, 4, 5 и 6), наблюдается снижение выхода годных слябов.

Таким образом, реализация заявленного технического решения позволила уменьшить количество поверхностных дефектов слябов и как следствие увеличить выход годной продукции и снизить себестоимости производства стали.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам непрерывной разливки высокоуглеродистой стали в слиток прямоугольного сечения. Способ получения непрерывнолитых слябов прямоугольного сечения из высокоуглеродистой стали включает подачу жидкой стали в кристаллизатор, формирование сляба, его вытягивание и охлаждение. Во время подачи жидкой стали в кристаллизатор применяют шлакообразующую смесь с температурой плавления 1100-1250°С, вязкостью при 1300°С - 0,19-0,39 Па⋅с и основностью (СаО/SiO2) в диапазоне 1,0-1,5, осуществляют разливку стали с содержанием водорода не более 0,0004% в слябы, вытягивание слитка ведут со скоростью 0,5 м/мин и обеспечивают изменение скорости вытягивания не более 0,05 м/мин, осуществляют охлаждение сляба на участке вторичного охлаждения, соответствующем не более 9,0 метров длины затвердевания сляба, путем подачи водо-воздушной смеси, удельный расход которой поддерживают в диапазоне 9,0-13,0 м³/ч, затем слябы нагревают до температуры 800-900°С, осуществляют выдержку в течение 7,5-8,5 часов и далее охлаждают с печью. Обеспечивается снижение поверхностных дефектов слябов и увеличение выхода годной продукции. 1 табл., 1 пр.

Способ получения непрерывнолитых слябов прямоугольного сечения из высокоуглеродистой стали, включающий подачу жидкой стали в кристаллизатор, формирование сляба, его вытягивание и охлаждение, отличающийся тем, что во время подачи жидкой стали в кристаллизатор применяют шлакообразующую смесь с температурой плавления 1100-1250°С, вязкостью при 1300°С - 0,19-0,39 Па⋅с и основностью (СаО/SiO₂) в диапазоне 1,0-1,5, осуществляют разливку стали с содержанием водорода не более 0,0004% в слябы, вытягивание слитка ведут со скоростью 0,5 м/мин и обеспечивают изменение скорости вытягивания не более 0,05 м/мин, осуществляют охлаждение сляба на участке вторичного охлаждения, соответствующем не более 9,0 метров длины затвердевания сляба, путем подачи водо-воздушной смеси, удельный расход которой поддерживают в диапазоне 9,0-13,0 м³/ч, затем слябы нагревают до температуры 800-900°С, осуществляют выдержку в течение 7,5-8,5 часов и далее охлаждают с печью.