Способ полунепрерывной разливки металла Советский патент 1984 года по МПК B22D11/00 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при полунепрерывной разливке для получения электродов для электрошлакового и других видов переплава и слитков, предназначенных для последующей их обработки давлением. Известен способ полунепрерьгеной разливки металла включающий подвод металла под уровень, подачу экзотермической смеси на зеркало металла и вторичное охлаждение формируемого электрода (слитка) 13. Недостаток способа состоит в образовании в верхней части электрода (слитка) глубокой усадочной раковины, полость которой отшлакована и окислена. Это вызьгеает необходимость удаления усадочной раковины и снижает выход годного металла. Наиболее близким к предложенному по технической сущности является спо соб полунепрерывной разливки металла, включающий подвод металла под уровень, подачу шлакообразующей смеси на зеркало металла в кристаллизаторе и вторичное охлаждение формируемого слитка, прекращение подачи смеси до окончания процесса разливки и охлаждение торца слитка С 21. Однако данный способ не обеспечивает бездефектную поверхность торца электрода (слитка) и чистоту металла головной части слитка. Основным дефектом торца электрода (слитка) является неплотность корочки металла, вызванная прорьюами корочки металла газами, вьщеляющимися из усадочной раковины. Это приводит к тому что полость упадочной раковины сообщается с атмосферой, что в свою очередь ухудщает качество головной части электрода (слитка). При охлаждении или нагреве такого слитка электрода происходит диффузия газообразны окислов через неплотности в корочке металла и ухудшение его качества, вследствие окисления поверхности усадочной раковины. При переллаве таких электродов происходит загрязнение переплавного металла, а при деформации (обработке давлением) слитка не обеспечивается сваривание окисленных поверхностей, что приводит к необходимости удаления части металла в отходы и низкому выходу годного. Целью изобретения является повьппе ние чистоты металла головной части слитка и повышение выхода годного металла. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу полунепрерывной разливки металла, включающему подвод металла под уровень через погружной стакан, подачу шлакообразующей смеси на зеркало металла в кристаллизаторе, вторичное охлаждение формируемого слитка, прекращение подачи смеси до окончания процесса разливки и охлаждение торца слитка, перед охлаждением торца слитка прекращают подачу метапла закрытой струей, а, 1затем подают металл в кристаллизатор открытой струей и увеличивают высоту слитка на 0,03-0,5 его диаметра. После повторной подачи металла вводят сильный раскислитель в количестве 0,1-4 кг/м площади зеркала металла. Подача порции металла через погружной стакан открытой струей обеспечивает локальное проплавление корочки, образовавшейся на торце слитка, и затекание жидкого металла в ее неплотности, надежное закупоривание полости усадочной раковины, а также гладкую поверхность торца электрода, так как после доливки металла на корочку образуется спокойное зеркало металла. Раскисление долитого металла сильными раскислителями обеспечивает снижение вязкости расплава и более плотный мост металла при следующем охлаждении,которое целесообразно вьшолнять путем обдува торца электрода (слитка) инертным газом или водой, воздухом. Увеличивается слиток на высоту менее 0,03 его диаметра при повторном доливании металла в кристаллизатор, образовавшийся мост металла получается недостаточно плотен и неровен, ввиду недостаточного количества металла. При увеличении слитка на высоту более 0,5 вследствие значительного объема металла образуется корочка с неплотностями, по характеру аналогичная образующейся при отливке по способу-прототипу, что в конечном счете приводит к уменьшению выхода годного металла. Введение сильного раскислителя менее О,1 кг/м не достаточно для рафинирования металла, разливаемого открытой струей, а более 4,0 кг/м

приводит к значительной химической неоднородности. Охлаждение торца инертньти газами, например гелием, воздухом или водой, обеспечивает закрытую усадочную раковину, покрытую плотным мостом. Целесообразно стали, склонные к трещинообразованию, охладить газами, а трещиноустойчивые стали - водой.

Пример . На установке полунепрерывной разливки отлит предлагаемым способом электрод. Металл разливают под уровень через погружной стакан в кристаллизатор диаметром 550 мм, а зеркало металла в кристаллизаторе защищают экзотермической смесью. До окончания процесса разливки подачу смеси прекращают, а оставшуюся смесь расходуют до получения чистого зеркала металла. Затем подачу .металла в кристаллизатор прекращают, а скорость вытягивания электрода (слитка) не изменяют, таким образом уровень металла опускается и погружной стакан выходит из-под уровня металла. Через 1-5 мин после прекращения подачи металла доливают порцию металла открытой струей, увеличивают высоту электрода слитка на высоту 15, 110 и 225 мм (0,03, 0,2 и 0,5 его диаметра), с последующим охлаждением аргоном, воздухом и водой.

Получают электроды с ровными плотными торцами. Электроды располагают закрытой усадочной раковиной вниз и переплавляют в вакуумно-дуговых печах. Вакуумно-дуговой переплав электродов, отлитых по предложенному способу, по сравнению с электродами, отлитыми по известному способу, обеспечивает более высокую чистоту металла головной части слитка (содержание газов снижено на 10-30%, неметаллических включений на 15-30%), при этом повышается выход годного металла на 1-2 кг/т.

Аналогичные результаты по повыщению выхода годного достигнуты при прокатке слитков, отлитых по предлагаемому способу, на установке полунепрерывной разливки стали.

1. СПОСОБ ПОЛУНЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА, включающий подвод металла под уровень через погружной cTaKiaH, подачу пшакообразующей смеси на зеркало металла в кристаллизаторе, вторичное охлаждение формируемого слитка, прекращение подачи смеси до окончания процесса разливки и охлаждение торца слитка, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты металла головной части слитка и повышения выхода годного металла, перед охлаждением торца слитка прекращают подачу металла закрытой струей, а затем подают металл в кристаллизатор открытой струей и увеличивают высоту слитка на 0,03-0,5 его даметра. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что после повторной подачи металла вводят сильный раскисi литель в количестве 0,1- 4 кг/м площади зеркала металла. О)