Способ непрерывного литья слитков Советский патент 1984 года по МПК B22D11/00 

со ел Изобретение относится к металлургии и может быть использовано Для непрерывной разливки металлов. Известен способ непрерывной разливки металлов, включающий заливку ме- 5 талла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, поддержание и направление слитка в зоне вторичного охлаждения с помощью роликов, охлаждение слитка во- 10 дои, распыляемой форсунками, изменение значений удельных расходов воды вдоль зоны вторичного охлаждения по экспоненциальному закону 1 , Однако известный способ характери- is

зуется высокой неравномерностью охлаждения из-за большого размера капель воды в факеле и малой области его орошения, что обуславливает значительную разницу в температуре поверх-20 ности слитка на участках, где производится подача воды, и посредине между двумя такими участками, при этом разница увеличивается по длине слитка из-за его температуры. Не- 25 равномерное охлаждение обуславливает снижение качества низколегированной стали из-за образования трещин на поверхности слитков.

Наиболее близким к изобретению яв-зо ляется способ непрерывной разливки металлов, включающий заливку металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью,поддержание и направление слитка в зоне вторичного охлаждения с помощью роликов и его комбинированное охлаждение сначала водой и затем смесью воды и воздуха t 2 3.. . Этот способ не обеспечивает удовлетворительного качества слитков из низколегированных сталей из-за резкого изменения условий охлаждения при переходе от водяного к водовоздушному охлаждению (разогрев или переохлаждение поверхности слитка- на участке водовоздушного охлаждения), в связи с чем слитки имеют развитые наружные и внутренние трещины. Кроме того, при использовании данного способа велики затраты воздуха, поскольку они определяются необходимостью получения высо кодисперсной воды в факеле. Способ не учитывает также особенности разливки стали на криволинейных установках, заключающиеся всего в участии отраженной от сли1ка воды в охлаждении верхней грани г.пптние сначала водой, распыливаемой фор сунками, с изменением оптимальных . значений удельных расходов воды вдоль зоны вторичного охлаждения го экспоненциальному закону, а затем -водовоздушной смесью, слиток охлаждают водовоздушной смесью в течение времени, равного 0,28-0,7 времени полного затвердевания слитка.

При этом верхнюю грань слитка охлаждают водовоздушной смесью в течение времени, большего в 1,05-1,5 раза времени охла : дения смесью нижней грани слитка.

Изменение удельных расходов воды вдоль зоны вторичного охлаждения по общему закону для участков водяного и и водовоздушного охлаждения и установление расхода воздуха на участке вока, что приводит к заметному развитию дефектов на этой грани из-за ее переохлаждения. Целью изобретения является улучшение качества слитков из трещиночувствительных марок стали и снижение расхода воздуха. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу непрерывного литья слитков, включающему подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, поддержание и направление слитка в зоне вторичного охлаждения с помощью роликов и его комбинированное охлаждедовоздушного охлаждения только для обеспечения требуемого угла раскрытия факела воды позволяют повьюить качество слитков из трещиночувствительных марок стали за счет исключения резкого изменения температуры поверхности при переходе от водяного к водовоздушному охлаждению, при пониженных расходах воздуха - за счет исключения тонкого диспергирования воды. I Большее время охлаждения водовоздушной смесью нижней грани слитка, по сравнению с верхней, при разливке стали на криволинейной установке обеспечивает дополнительное улучшение качества слитков за счет снижения развития дефектов на наиболее чувствительной к ним грани и уменьшение расхода воздуха за счет большей длины водяного охлаждения на нижней грани. Предел времени охлаждения слитка водовоздушной смесью определен зкспе риментально, исходя из требуемого для 31 обеспечения качественной поверхности охлаждения слитка на длине, близкой к длине жидкой фазы, с учетом измене ния по ее длине температуры поверхности. При этом нижний предел выбран из условия превышения на участке вод ного охлаждения температуры поверхности слитка над температурой хрупкости для сталей, характеризующихся низкой склонностью к поверхностным трещинам Детали типа СТ ЗСП, 09Г2 и т.д.), верхний,- из того же условия для склонных к трещинам сталей (типа 16 ГФР: k, Г 2АФ и т.д). I Пределы отношений времени охлажде ния водовоздушной смесью противоположных криволинейных граней определе ны экспериментально. При значениях скорости вытягивания 0,,6 м/мин качество поверхности верхней грани (она всегда больше поражена трещинами, чем нижняя грань) заметно улучша ется при большем в 1,5 раза времени ее охлаждения смесью (принято за верхНИИ предел). При повышении скорости вытягивания до 0,8-0,9 м/мин разница 5 во времени охлаждения водовоздушной смесью противоположных широких граней слитка не оказывает влияния на снижение дефектов, что по-видимому, связано с повышением температуры поверхности слитка. Поэтому за нижний предел принято значение отношения, соответствующее разности длин охлаждения по нижней и верхней сторонам слитка. П р и м е р. Двухручьевая машина непрерывного литья криволинейного тиrta имеет зону вторичного охлаждения из девяти форсуночных секций общей длиной 19 м, причем последние три секции по нижней грани длиной 10,7 м и пять секций по верхней грани длиной 14,2 м оборудованы приставками для ввода в воду воздуха перед ее подачей на форсуночные секции. В них в ка честве разделительной стенки между воздухом и водой использована керамика. На машине разливают сталь 09Г2ФБ со скоростью 0,6 м/мин. Режимы вторичного охлаждения слитков приведены в таблице.

Длина секции, м Расход воды, , 0,6 2,8 5,8 0,7 3,5 7,2 при скорости, м/мин

Подача водовоздушной смеси

на секцию при скорости,

м/мин0,6

0,7

Длина секции, м Расход воды, м /ч,

0,11 1,19 1,9 1,63 1,65 ;

продолжение таблицы

1,825 , 1,825 3, 5,32 2,2 1,9 1,9 1,6 3,2 2,1 i, Л,72,6 2,3 2.2 5,83,2 2,8 2,7 при скорости, м/мин 2,7,. 2,3 2, 2,0 Подача водовоздушной; смеси на секцию при .скорости, м/мин Рассчитанные ИСХОДЯ из приведенных в таблице расходов воды удельные плот ности орошения соответствуют экспонен циальному закону, общему для всей зоны вторичного охлаждения, при этом на верхнюю , начиная с V зоны, подают меньшее количество воды и ее охлаждают водовоздушной смесью в течени времени, большего в 1,32 раза, чем нижнюю грань Расход воздуха при получении водовоздушной смеси соответству ет углу раскрытия факела воды в пределах его паспортного значения и составляет 3,, воды в обратной пропорциональной зависимости от расхода воды. Полученные слитки характеризуются удовлетворительным качеством поверхности количеством трещин на 1 1л.м. по змейке не более 5 шт., их глубина до 5 мм. Выход годных слябов Э 95, выход годных листов по поверхности . При разливке стали с более высокой скоростью (0,7 м/мин) может быть уменьшена длина охлаждения водовоздушной смесью верхней грани слитка

Продолжение таблицы + -f 4

+ + + + k,Q 2,6 Ц,Э 2,5 + + + + (см. таблицу). В этом случае качество слитков также удовлетворительное и характеризуется показателями, близкими к предыдущему варианту. Применение изобретения позволяет одновременно улучшить качество слитков из склонных к треш.инам сталей и снизить расход сжатого воздуха, а для криволинейных установок получить слитки практически без дефектов на обоих криволинейных гранях. Например, при производстве стали 09Г2ФБ в объеме 0,3 млн.т можно получить экономический эффект в размере 200-250 тыс.руб. за счет снижения отсортировки литого металла (на 0,10,3 абс.) и проката из него (на 0,30,5 абс.%) по дефектам поверхности, а также 25,0-50,0. тыс.руб. за счет экономии сжатого воздуха (на 50-75) По сравнению с другими, наиболее прогрессивными решениями, предлагаемое изобретение характеризуется высокой надежностью из-за несложной конструкции устройства для получения водовоздушной смеси.