Способ химического закупоривания слитков кипящей стали Советский патент 1988 года по МПК B22D7/00 

00

о: со

00

ел

00

1

Изобретение относится к гии, конкретно к разливке стали.

- Цель изобретения - повьшение качества слитка, снижение головной об- рези, упрощение технологии и сокращение расхода раскислителя.

В предлагаемом способе, включающем измерение высоты волны кипения ,металла, ввод раскислит.еля, раскис- Iлитель вводят в металл при заполне- I НИИ изложницы на высоту, определяемую :из соотношения:

Ч

кС

ь„ к где h - высота заполнения изложницы металлом, на которой вводят раскислитель, % от конечной высоты налива; постоянная величина, характеризующая минимальное граничное значение высоты заполнения изложницы металлом для . введения раскислителя, % от конечной высоты налива; постоянный коэффициент, учитывающий проникновение раскислителя в металл за счет кипения;

высота волны кипения металла, мм.

Раскислитель вводят в количестве: для сталей марок Зкп, 15кп, 20кп - 96-144 г/т, а для сталей 08кп, св.08,1кп, , Юкп, 2кп - 192-433 г/т стали в виде алюминиевых кусков или чушек весом 1,0-1,5 кг и 2,0-4,5 кг соответственно, поверхностный слой металла начинают перемешивать с момента прекращения кипения и заканчивают по.сле .израсходования алюминия.

Раскислитель,вводимый на химическое закупоривание, имеет меньшую плотность, чем металл. Вследствие этого, при введении раскислителя на поверхность металла, его поступление в нижние слои затруднено. Проникновение раскислителя вниз при интенсивном кипении возможно за счет движения металла в изложнице, вызванного газовьщелением, а при слабом кипении, когда движение металла не способствует проникновению раскислителя, поступление его в металл возможно только за счет более раннего ввода, т.е. в процессе наполнения изложницы.

13698582

металлур- В результате газовыделения образуется волна на поверхности металла у стенок зложницы. Интенсивность выделения пузырьков газа с поверхности фронта кристаллизации обуславливает скорость движения металла в изложнице, а значит и высоту волны при кипении металла. При введении

10 одинакового количества раскислителя на поверхность металла проникновение его глубже в случае интенсивного кипения, чем при менее интенсивном. Высота волны позволяет прогнозировать

If глубину проникновения раскислителя в металл.

В верхней части слитка необходимо иметь проникновение раскислителя на такую глубину, ниже которой, хотя

20 и происходит образование пузырьков газа, невозможно их всплывание вверх. Для получения стабильной, необходимой глубины проникновения раскислителя в верхней части слитков при лю25 бой интенсивности кипения и без увеличения количества вводимого раскислителя, необходимо определение момента ввода раскислителя в процессе наполнения изложницы металлом в

30 зависимости от высоты волны кипения, При интенсивном кипении требуется введение раскислителя на большем уровне металла в изложнице (ближе к концу ее наполнения), чем при менее ин 2g тенсивном, так как кипение металла способствует проникновению раскислителя. Производственньми исследованиями установлено, что для получения надежной толщины плотного металла в

40 верхней части слитка необходимо проникновение алюминия на глубину 28- 32% высоты слитка.

Эмпирическим путем выведена формула для расчета уровня металла, в из-

45 ложнице, на котором необходимо введение алюминия в процессе наполнения. При отливке слитков измеряли высоту волны кипения металла в изложнице и вводили одинаковое количество алюминия на различном уровне наполнения изложницы.

Химическим анализом определяли глубину проникновения алюминия. Исследования показали, что глубина проникновения алюминия зависит от высоты волны кипения и уровня металла в изложнице, на .котором вводят раскислитель в процессе наполнения. Следовательно, чтобы глубина проникно50

55

кислителя, необходимо определение момента ввода раскислителя в процессе наполнения изложницы металлом в

0 зависимости от высоты волны кипения, При интенсивном кипении требуется введение раскислителя на большем уровне металла в изложнице (ближе к концу ее наполнения), чем при менее инg тенсивном, так как кипение металла способствует проникновению раскислителя. Производственньми исследованиями установлено, что для получения надежной толщины плотного металла в

0 верхней части слитка необходимо проникновение алюминия на глубину 28- 32% высоты слитка.

Эмпирическим путем выведена формула для расчета уровня металла, в из-

5 ложнице, на котором необходимо введение алюминия в процессе наполнения. При отливке слитков измеряли высоту волны кипения металла в изложнице и вводили одинаковое количество алюминия на различном уровне наполнения изложницы.

Химическим анализом определяли глубину проникновения алюминия. Исследования показали, что глубина проникновения алюминия зависит от высоты волны кипения и уровня металла в изложнице, на .котором вводят раскислитель в процессе наполнения. Следовательно, чтобы глубина проникно0

5

вения раскислителя была постоянной (стабильной) для всех слитков и составляла оптимальное значение 30% высоты от верха слитка, необходимо лиш определять момент ввода раскислителя в процессе наполнения изложницы с учетом высоты волны кипения. По данным производственных исследований Оказалось, что зависимость высоты h заполнения изложницы металлом, на которой вводят раскислитель, от высоты волны кипения 5 , соответствующа требуемой глубине проникновения рас кислителя выражена в виде параболической кривой, которая описьшается формулой: h к4й, т.е., для получения кривой были взяты лишь те знчения h и 8, которые обеспечивали достижение требуемой глубины проникновения алюминия (30% высоты от верха слитка). Таким образом, зная высоту волны кипения металла в изложнице, можно по данной формуле определять уровень металла в изложнице, на котором следует вводить раскислитель для достижения необходимой глубины его проникновения.

Для упрощения технологии раскисления оказалось целесообра зным вводить необходимое количество твердого алюминия одним куском или чушкой. Исследования показали, что для сталей марок Зкп, 15кп, 20кп количество вводимого алюминия должно быть в пределах 96-144 г/т стали, а вес кусков для слитка массой 10,4 т должен быть 1,0-1,5 кг. Для сталей марок 0,8кп, св.08,1кп, Юкп, 2кп количество вводимого алюминия должно быть-192- 433 г/т стали и колебания веса куска должно быть 2,0-4,5 кг. Куски весом, меньшим указанных нижних пределов, неполностью вытесняют из-под себя шлак, имеющийся на поверхности металла (причем шлака образуется больше на низкоуглеродистых марках стали), получается недостаточный контакт нижней части куска с металлом. Такие куски расходуются до прекращения кипения металла. В поверхностном слое получается недостаток алюминия, что приводит к некачественному закупориванию, возникновению прорывов верхней за:твердевающей корочки слитков, головная часть получается рыхлой, потери металла с головной об- резью увеличиваются. При введении кусков весом, превьш1ающем указанные

369858

верхние пределы,в поверхностном слое получается слишком большой избыток алюминия, повышается загрязненность

продуктами раскисления, выход годного металла от слитков уменьшается, Отклонение количества вводимого алюминия от указанных пределов также приводит к повышению потерь металла

10 с головной обрезью.

Для равномерного распределения растворенного алюминия в поверхностном слое его перемешивают. При этом перемешивание начинают с момента прек15 .ращения кипения, так как до этого перемешивание происходит за счет кипения металла. Перемешивание до прекращения кипения нарушает естественное движение металла и ухудшает проникно20 чение раскислителя. После прекращения кипения движение металла в изложнице затухает. Еще неизрасходованная часть куска алюминия продолжает плавать на поверхности. Переме25 шивание заканчивают после полного израсходования алюминия, так как дальнейшее перемешивание препятствует быстрому формированию плотной корочки на поверхности.

35

40

30 I

Пример. Способ химического закупоривания слитков кипящей стали осуществляют следующим образом. Перед химическим закупориванием 10,4 т слитка стали 1кп измеряют высоту волны кипения металла в изложнице, например, визуально, с помощью уровнемера или погружают стальную пластину в металл у стенки изложницы. Через 2-4 с вынимают пластинку и по отпечатку уровня металла на ней измеряют высоту волны. Если высота волны равна 20 мм, то уровень металла в изложнице, на котором необходимо вве4g дение раскислителя, составляет 93,0% высоты конечного налива. На этом уровне наполнения изложницы вводят кусок или чушку алюминия весом 3,3 кг. После наполнения изложницы кусок алюминия плавает на поверхности металла. Кипение металла затухает и полнос ью прекращается. После прекращения кипения начинают перемешивать всю поверхность металла деревянным гребком (бруском) вместе с оставшейся частью куска алюминия и заканчивают после его полного израсходования.

Способ обеспечивает получение высокого качества слитка. Слитки, по50

55

1

лученные по данному способу, имеют большую толщину плотного металла в верхней части при любой интенсивности кипения металла в изложнице, низкую загрязненность продуктами раскисления, которые распределены более равномерйо. Во время головной обре- зи от раскатов слитков не происходит вскрытия полостей и.скоплений продуктов раскисления, обеспечивается сокращение потерь металла с головной оррезью. .Кроме того, упрощается тех- нЬлогия раскисления. Не требуется введение раскислителя в несколько порций, расчета количества раскислителя в порциях, их дозирования, снижения скорости разливки и дополнительного введения гранулированного а|пюминия для устранения осадки метал- л|а. Способ позволяет сократить рас- к|од раскислителя.

Формула изобретения

Способ химического закупоривания цлитков кипящей стали, включающий и|змерение высоты волны кипения ме- 1|алла и ввод в металл раскислителя, (Отличающийся тем, что.

3698586

с целью повышения качества слитка, снижения головной обрези, упрощения технологии и сокращения расхода рас- g кислителя, раскислитель вводят в металл при заполнении изложницы на высоту, определяемую из соотношения

hoК,

10

где h - высота заполнения изложницы металлом, на которой вводят раскислитель, % от конечной высоты налива;

15

h. постоянная величина характеризующая минимальное граничное значение высоты заполнения изложницы металлом для введения раскислителя, % от

20 конечной высоты налива;

К - постоянный коэффициент, учи- i тывакнций проникновение раскис лителя в металл за счет кипения;

25 О - высота волны кипения металла,

ММ у

с последующим, после прекращения кипения, дополнительным перемешиванием поверхностного слоя металла до из- 30 расходования раскислителя.

hoК,

где h - высота заполнения изложницы металлом, на которой вводят раскислитель, % от конечной высоты налива;

h. постоянная величина характеризующая минимальное граничное значение высоты заполнения изложницы металлом для введения раскислителя, % от

конечной высоты налива;

К - постоянный коэффициент, учи- i тывакнций проникновение раскислителя в металл за счет кипения;

О - высота волны кипения металла,

ММ у

с последующим, после прекращения кипения, дополнительным перемешиванием поверхностного слоя металла до из- расходования раскислителя.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к разливке стали. Цель изобретения - повышение качества слитка, снижение головной обре- зи,.упрощение технологии раскисле-, ния и сокращение расхода раскислите- ля. Способ включает измерение высоты волны кипения металла и ввод в металл раскислителя, при этом раскис- литель вводят в металл при заполнении изложницы на высоту, определяемую из соотношения h h + Кл|У, где h - высота заполнения изложницы металлом, на которой вводят раскис- литель, % от конечной высоты налива; h - постоянная величина, характеризующая минимальное граничное значение высоты заполнения изложницы металлом для введения раскислителя, % от конечной высоты налива; К - постоянный коэффициент, учитывающий проникновение раскислителя в металл за счет кипения; S - высота волны кипения металла, мм. Раскислитель вводят в количестве 96-433 г/т для различных марок кипящих деталей в виде алюминиевых чушек массой 1,0- 1,5 кг. Поверхностный слой металла перемещивают с момента прекращения кипения до израсходования всего алюминия. с U с: