Способ охлаждения слитка на криволинейной машине непрерывного литья заготовки Советский патент 1986 года по МПК B22D11/00 

I

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к непрерывной | разливке стали на криволинейных маши- нах нецрерывного литья заготовки - (МНЛЗ).

Цель изобретения - улучшение качества поверхности по малому радиусу кривизны заготовки и увеличение срока службы верхних роликов разгибающего участка зоны oxJiaaweHHH.

Поддержание удельных расходов охладителя, подаваемых на поверхйость малого радиуса вдоль разгибающего участка, постоянными и равными 0,2- 0,3 расхода в начале зоны охлаждения с одновременным повьшением на этом участке по параболическому закону расходов воды по большому, радиусу в пределах 0,85-1,10 максимальных значений в начале охлаждения объясняется необходимостью улучшения качества поверхности наиболее пораженного дефектами .малого радиуса и уменьшения нагрузки на верхние ролики участка выпрямления слитка. Увеличение интен-. сивности охлаждения поверхности слит- к а малого радиуса на разгибающем участке способствует переохлаждению корочки слитка, дополнительному возрастанию растягивающих напряжений в оболочке, зачастую превышающих допустимые значения, а также снижению ее пластичности, что в целом приводит к образованию поверхностных тре- пщн, в основном поперечных. Охлаждение поверхности малого радиуса с постоянной интенсивностью на уровне 0,2-0,3 максимальных значений в начале зоны охлаждения по предлагаемому способу охлаждения позволяет иметь на этом участке оптимальную температуру поверхности заготовки без образования на ней поверхностных трещин.

Удельные расходы воды по малому радиусу разгибающего участка на уровне 0,2-0,3 максимальных значений определяются толщиной отливаемого слитка. Расходы воды на уровне 0,2 при всех скоростях разливки более целесообразно устанавливать для сравнительно толстых слитков (толщиной 200- 300 мм), так как термическое сопротивление оболочки заготовки достаточно велико и более высокий расход охладителя лишь переохлаждает поверх- ностные слои металла и ухудшает качество поверхности, а отбор тепла при этом не увеличивается. При интэн- сивности охлаждения ниже 0,2 значе

.

2295

to

15

НИИ не обеспечивается отвод .необходимого количества тепла с поверхности заготовки, и она перегревается.

Интенсивность охлаждения на уровне 0,3 максимальных значений более эффективно использовать при отливке более тонких заготовок (150-200 мм), поскольку термическое сопротивление оболочки в этом случае достаточно для передачи тепла от жидкой сердцевины к поверхности заготовки и не имеется локальных переохлаждений по толщине корочки.,Увеличение расходов выше уровня 0,3 приводит к переохлаждению поверхности заготовки и повы- .шает количество трещин.

Одновременное увеличение удельных расходов воды по большому радиусу до уровня 0585-1,10 максимальных значений начала охлаждения с целью снижения нагрузки на верхние ролики разгибающего участка и повьшения срока их службы обусловлено тем,что оболочка слитка с наружной стороны в зоне разгиба испытывает деформацию сжатия и повышение интенсивности охлаждения в этих пределах не ухудшает качества поверхности. Создание интенсивности охлаждения по большому радиусу в указанных пределах обеспечивает оптимальньй температурный перепад, способствуюшдй выпрямлению заготовки и позволяющий существенно, снизить нагрузку на верхние ролики зоны разгибания.

Интенсивность охлаждения на уровне 0,85 значений максимальных .расходов начала охлаждения целесообразно поддерживать при отливке сравнительно тонких заготовок (толщина 200 мм). Ниже этого уровня охлаждение слитка по большому радиусу становится недостаточным для создания необходимого температурного градиента, позволяющего облегчить вьшрямле- ние заготовки и снизить, нагрузки на верхние ролики. Удельные расходы воды на уровне 1,1 максимальных значений начала охлаждения необходимо устанавливать при отливке слитков большой толщины ( / 220-300 мм и более) . Дальнейшее увеличение удельных расходов воды приводит к заметному переохлаждению оболочки слитка.по большому радиусу и возникновению тер мических напряжений, превосходящих допустимые значения и приводящих к возникновению трещин. Установлено,

что нагрузка на верхние ролики при этом не уменьшается.

Увеличение количества подаваемого охладителя на участке охлаждения между разгибающим и горизонтальным по поверхности малого радиуса на 10-30% по сравнению с предьщущим расходом, и снижение по большому радиусу до 0,3-0,5 значений удельного расхода в начале охлаждения объясняется зако- номерностью роста оболочки, изменением термического сопротивления слитка и теплового потока. На практике это приводит к уменьшению вьшучива- ния заготовки между роликами, так как увеличивается при этом прочность оболочки слитка и уменьшается количество трещин в осевой зоне. Поддержание такой интенсивности обеспечивает выравнивание теплоотвода на ука- занном участке рхлаждения по сторо - нам большого и малого радиусов заготовки, причем меньшие значения (увеличение на 10% со стороны малого радиуса и уменьшение до 0,3 уровня максимальных значений начала охлаждения большого радиуса) необходимо устанавливать также для заготовок толщиной - 220-300 мм, а большие (30% и 0,5 значений) для слитков меньшей толщины ( 150-200 мм). Поддержание удельных расходов воды как вьшзе, так и ниже указанных пределов охлаждения не обеспечивает вьфавнивания интенсивности теплоотвода по периметру заготовки на последней стадии кристаллизации слитка, что приводит к ухудшению качества поверхности заготовок.

(.

П р и м е р. В процессе непрерью- ной разливки в кристаллизатор сече- нием 150x1200 мм.подают сталь марки 14Г2АФ и вытягивают заготовку со скоростью 0,8 м/мин. Зона вторичного охлаждения имеет протяженн-ость 17м, из них 8 м чисто радиального участ- ка, 5 м криволинейного разгибающего участка и остальные м приходятся на участок окончательного выпрямления слитка с переходом на прямолинейный. На каждом участке охлазкдение заготовки производят при помощи водовЬздуш- ной смеси и удельные расходы воды в потоке смеси на радиальном участке изменяют по экспоненциальному закону, при этом максимальные удельные значения v3,0 м /м ч по обоим радиусам устанавливают под кристаллизатором и понижают до 0,9 м /м ч в

конце радиального участка.. В дальнейшем на участке выпрямления заготовки интенсивность охлаждения ho малому радиусу поддерживают постоянной на уровне 0,3 максимальных значений начала охлаждения, т.е. ,9 м /м ч, а на поверхности большого радиуса одновременно увеличивают до 0,85 значений начала охлаждения, т.е. до 2,4 . ч. В конце вьшрямпения слика и при переходе на горизонтальньй участок удельные расходы роды по малому радиусу повьш1ают на 30%, т.е. до значений 1,2 . ч, а по большому радиусу понижают до 0,5 первона- чальн ых значений j т.е. до 1,5м /м.ч

Применение предлагаемого режима охлаждения слябовых з аготовок сечениям 150x1200 мм позволяют уменьшить нагрузки на верхние ролики по малому радиусу с 30-32 до 15-18 тс и полу-, чить их более равномерными на всей длине участка вьтрямпения. В результате уменьшения напряжённого состояния верхних слоев заготовки малого радиуса улучшается качество поверхности. Протяженность поперечных трещин уменьшается в Z-2,5 раза (с 20- 25 до 10 тс), а глубина залегания с 6-8 мм до 3-4 мм. Применение режимов охлаждения ниже, либо вьш1е указанных значений не способствует за- метному снижению нагрузки на верхние ролики малого радиуса и улучшению качества поверхности, поэтому для сечения заготовки л, 150X1200 мм указанные значения следует считать оптимальными . I ,

При отливке слитка сечением 250 х X 1600 мм и скорости разливки 0,8 м/мин протяженность жидкой фазы составляет 15 м. В этом случае удельные расходы воды в зоне вторичного охлаждения изменяют по экспоненциальному закону от максимального значения под кристаллизатором (4,2 м /м2 ч) до 1,2 MVM. ч на расстоянии 12 м от мениска металла. Затем по малому радиусу разгибающего участка удельнью расходы воды поддерживают постоянными на уровне 0,2 значений начала охлаждения, т.е. в пределах 0,85-0,9 , а со стороны поверхности большого радиуса на этом же участке расходы.воды увеличивают до 1,10 значений начала охпажде- ,ния, т.е. до 4,5 . На участке

окончания вьшрямпения и начала прямолинейного движения слитка удельные . расходы воды по малому радиусу повышают на 1.0%, т.е. до значений 1,0 мЗ/м(Ч, а по большому радиусу понижают до 0,3 первоначальных значений, т.е. до 1,35 .

При этом давление заготовки на верхние ролики малого, радиуса снижается и на всем протяжении участка составляет 17-20 тс, а давление на последние ролики не превышает 20- 22 тс,, т.е. снижается. Понижение напряженного состояния поверхностных слоев слябовых заготовок, например при разливке тренщночувствительной

Редактор Е.Папп

Составитель А.Маслов

Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

Заказ 3648/15Тираж 757Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д. 4/5

11роизводственно-попиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ст. 09Г2ФБ, способствует уменьшению количества поперечных трещин на поверхности слитка с 20-25 шт. на 1м до 5-7 шт. на 1 м при использовании предлагаемого способа охлаждения. Глубина залегания поперечных трещин снижена с 5-7 мм до 2-3 мм.

Применение изобретения позволит повысить качество поверхности заготовки за счет сокращения количества и степени развития поперечных трещин. Кроме того, срок службы верхних роликов .разгибающего участка увеличивается в среднем в 1,5-1,6 раза за счет снижения нагрузки на верхние ролики по малому радиусу.