Способ непрерывной разливки металла Советский патент 1990 года по МПК B22D11/00 B22D11/16 

ходит неисправимый: в дальнейшем разогрев поверхности слитка за счет внутреннего теплосодержания. При меньших значениях изменять скорость вытя- гивания слитка не имеет смысла, так как возникающее при этом нарушение режима охлаждения в n-й секции возможно исправить при помощи изменения расходов воды в секциях (N-n)e

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от величины рабочего значения расхода воды в n-й секции.

Изменение скорости вытягивания слитка на величину, равную 0,2...О,4 от рабочего значения, объясняется закономерностями теплоотвода и формирования слитков при непрерывной разливке. При больших значениях происходит переохлаждение мениска металла в кристаллизаторе, что вызывает образование на поверхности слитков поясов, заливин, ужимин и т.д. Меньшие значения не имеет смысла устанавливать, так как в этом случае последствия засорения форсунок ликвидируются посредством изменения расходов охладителя в секциях (N-n).

Указанный диапазон устанавливают а прямой пропорциональной зависимости от рабочего значения скорости вытягивания слитков. .

Прямо пропорциональная зависимость значения коэффициента (0,5...1,5) от толщины оболочки слитка объясняется величинрй теплоотвода от жидкого металла через слой закристаллизовавшегося металла различной толщины. При больших значениях происходит переох- лаждение поверхности слитка в секциях (N-n). При меньших значениях, наоборот, происходит разогрев поверхности слитка. Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональ- ной зависимости от расстояния секции от кристаллизатора.

Способ осуществляют следующим образом,%

Пример 1. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подают сталь марки Зсп и вытягивают из него слиток сечением 200x1200 мм со скоростью 1,4 м/мин. В зоне вторичного охлаждения слиток поддерживают и направляют при помощи роликов и охлаждают водой, распыпиваемой форсунками, сгруппированными в секции. 1 Длина .жидкой фазы слитка составляет

0 5

0

5 о 5

0

17,4 м, длина активной зоны кристаллизатора 0,8 м, длина зоны вторичного охлаждения 16,6 м. В зоне вторичного охлаждения установлены пять форсуночных секций () с длиной по 3,32 м каждая. По длине каждой из форсуночных секций установлены от 10 до 5 рядов форсунок. На трубопроводах к форсункам установлены манометры, измерительная регулирующая и запорная аппаратура. Расходы воды в каждой форсуночной секции устанавливают следующими: N 1 Q 8,0 м3/ч: N 2 Q 7,0 м3/ч; N - 3 Q -5,5м3 /ч: N 4 Q 4,0 м3/ч; N 5 Q 3,0 м3/ч.

В процессе непрерывной разливки происходит самопроизвольное уменьшение расхода воды в секции N 2 вследствие засорения форсунок на величину AQ2 0,7 м3/ч или на 0,1 от рабочего значения. В этом случае изменяют в обратно пропорциональной зависимости расходы воды в каждой из последующих секций на величину flq, определяемую по зависимости

q (O.5...1,5),

где N - число форсуночных секций в зоне вторичного охлаждения, N 5;

п - порядковый номер форсуночной секции, начиная от кристаллизатора, в которой произошло самопроизвольное изменение расхода воды, п 2; k - порядковый номер форсуночных секций, в которых производят изменение расхода воды, k 5-2-3; 4 Q и - величина самопроизвольного

изменения расхода воды в сек- ции N 2, dQ2 - 0,7 м3/ч;

(О,5...1,5) - эмпирический коэффициент, величину которого устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от значения k. В этом примере увеличивают расходы

воды в секциях N 3-5 и устанавлива

ют следующие расходы: Aq

М ,

5-2

0,5.

55

- 0,12 м3/ч; Q , - Q, + aq, 5,62 м /ч; АЯ«. - 0,23 м3/ч; Q Q + Aqt 4,23м3/ч

4Ч3 ,5 0,35 м /ч; р 5

515409316

последующих секций на величину ЛЧ, определяемую из соотношения Qs + Aq 3,35 м3/ч.

При достижении величины flQ. 3,5 м3/ч или 0,5 от рабочего значеИ, (O.5...1,5).

Пусть N 1,1 мэ/ч.

6, п 1, kЈ5, UQ, В этом случае увеличив

ния в секции N 2 производят уменьшение скорости вытягивания слитка на 0,4 от рабочего значения или на 0,56 м/мин и устанавливают скорость вытягивания 0,84 м/мин. Соответственно уменьшают расходы воды во всех секциях, приводя их в соответствие со скоростью 0,84 м/мин.

При этом расходы воды во всех N секциях устанавливают без учета значений Л q ц

При такой организации режима вторичного охлаждения на происходит разогрев или переохлаждение слитка сверх допустимых значений вследствие перераспределения расходов воды по форсуночным секциям. В случае обратного самопроизвольного повышения расхода воды в секции N 2 сверх рабочего значения указанный прием производят повторно, при этом в секциях k 1-3 или N 3-5 производят уменьшение расходов воды с соответствующим увеличением скорости вытягивания слитка.

Пример 2. Б процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подают сталь марки Зсп и вытягивают из него слиток сечением 250x1600 мм со скоростью 1,0 м/мин. Длина жидкой фазы слитка составляет 19,4 мм, длина активной зоны кристаллизатора 0,8 м, длина зоны вторичного охлаждения 18,6 м. В зоне вторичного охлаждения установлены 6 форсуночных секций (N 6) с длиной по 3,1 м каждая. По длине каждой из форсуночных секций установлены от 10 до 5 рядов форсунок.

Расходы воды в каждой форсуночной секции устанавливают следующими: ,5M3/4;N 2Qi 6,0 м3/ч; N 3 Q; 5,0 мэ/ч; Q4 4,0 м3/ч; N 5 Q5 3,0 м3/ч; N 6 Qt 2,0 м3/ч.

В процессе непрерывной разливки происходит самопроизвольное уменьшение расхода воды в секции N 1 вследствие засорения форсунок4 на величину ДО. 1,1 м3/ч или на 0,15 от рабочего значения. В этом случае изменяют в обратно пропорциональной зависимости расходы воды в каждой из

едующих секций на велич деляемую из соотношения

И, (O.5...1,5).

Пусть N 1,1 мэ/ч.

6, п 1, kЈ5, UQ, В этом случае увеличивают

0

5

0

расходы воды в секциях N 2-6 и устанавливают следующие расходы: 4q ™ 0,11 м3/ч; Qi Qj, + ,11 M3/4j iqz 0,165 м3/ч; Q Q, + iq 5,165 м3/ч; iq, 0,22 м3/ч; Q. 0.4 + &Чъ 4,22 мэ/ч; ,275M3/4 q5 0.33 м3/ч; Qj Qi-+ 4q4 3,275 м3/ч; Q Qe +uqs 2,33м3 /ч .

При достижении величины UQ.) 2,6 м3/ч или 0,35 от рабочего значения в секции N 1 производят уменьшение скорости вытягивания слитка на 0 0,3 от рабочего значения или на ,0,3 м/мин и устанавливают скорость вытягивания 0,7 м3/мин. Соответственно уменьшают расходы воды во всех секциях, приводя их в соответствие 5 со скоростью 0,7 м/мин. При этом расходы воды во всех N секциях устанавливают без учета значений qt .

При такой организации режима вторичного охлаждения не происходит разогрев или переохлаждение слитка сверх допустимых, значений вследствие перераспределения расходов воды по форсуночным секциям.

В случае обратного самопроизвольного повышения расхода воды в секции N 1 сверх рабочего значения Q3 указанный прием производят повторно, при этом в секциях k 1-5 или N 2-6 производят уменьшение расходов воды с соответствующим увеличением скорости вытягивания слитка.

Пример 3. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подают сталь марки Зсп и вытягивают из 5 него слиток сечением 300x2000 мм со скоростью 0,6 м/мин. Длина жидкой фазы слитка составляет 21,1 м, длина активной зоны кристаллизатора 0,8 м, длина зоны вторичного охлаждения 20,3 м. В зоне вторичного охлаждения установлены 7 форсуночных секций или N 7 с длиной по 2,9 м По длине каждой из форсуночных секций установлены от 8 до 4 рядов форсунок.

Расходы воды в каждой форсуночной секции устанавливают следующими:N 1 Q, 7,0 м3/ч; N 2 Qt 6,0 м3/ч; N 3 Q.J 5,0 мэ/ч; N 4 0 4,0 м3/ч; N 5 Qs 3,0 м3/ч;

5

0

0

5

N 6 Qt 2,5 м3/ч; N 7 Q7 2,0 мэ/ч.

В процессе непрерывной разливки происходит самопроизвольное уменьшение расхода воды в секции N 3 вследствие засорения форсунок на величину AQj - м3/ч или на 0,12 от рабочего значения. В этом случае изменяют в обратно пропорциональной зависимости расходы воды в каждой из последующих секций на величину Aq , определяемую из соотношения

)-

Пусть ,,kЈ4, О 0,6 м3/ч. В этом случае увеличивают расходы воды в секциях N 4-7 и устанавливает следующие расходы: 4 q , 0,08 м3/ч; о; Q4 + Јq« 4,08 м3/ч iqz 0,13 м3/ч; (), Q5 +iqA 3,13 м3/ч;М, 0,18 м3/ч; (J - Q& + Дч, м3/4; ,225M3/ Q; Q7 + uq4 2,225 м3/ч.

При достижении величины AQj 1,0 MJ/ч или 0,2 от рабочего -значения в секции N 3 производят уменьшение скорости вытягивания слитка на 0,2 от рабочего значения или на 0,12 м/мин и устанавливают скорость вытягивания

0,48 м/мин. Соответственно уменьшают расходы воды во всех секциях, приводя их в соответствие со скоростью 0,48 м/мин. При этом расходы воды во всех N секциях устанавливают без уче- та значений Aq.

В случае обратного самопроизвольного повышения расхода воды в секции N 3 сверх рабочего значения Q указанный прием производят повторно, при этом в секциях k 1-4 или N 4-7 производят уменьшение расходов воды с соответствующим увеличением скорости вытягивания слитка.

В качестве охладителя может приме- няться как вода, так и водовоздушная смесь.

Предлагаемый способ позволяет исключить переохлаждение и разогрев поверхности слитка в случае самопроизвольного изменения расходов поды в форсуночных секциях вследствие засорения форсунок и последующей их прочистки. В результате в слитка сни жаются температурные градиенты и термические напряжения, не возникают внутренние и наружные трещины.

Использование способа позволит уменьшить брак слитков по внутренним и наружным трещинам на 0,25%, сокра-( тить количество обрези на 0,35%.

Формула изобретения

Способ непрерывной разливки металла, включающий подачу металла в кристаллизатор , вытягивание слитка с переменной скоростью, поддержание и направление слитка при помощи роликов, охлаждение поверхности слитка охладителем, распыливаемым сгруппированными в секции форсунками, и изменение расходов охладителя по форсуночным секциям от максимального значения под кристаллизатором до минимального значения в последней секции, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества непрерывно-литых слитков, в процессе непрерывной разливки контролируют расход охладителя в форсуночных секциях и при его изменении в одной из секций соответственно изменяют в обратно пропорциональной зависимости расходы охладителя в каждой из последующих секций на величину ДЧц, определяемую по зависимости

q

где k - порядковый номер форсуночных секций, в которых производят изменение расхода охладителя k . N - п; AQh - величина изменения расхода

воды в n-й секции: N - число форсуночных секций

в зоне вторичного охлаждения;

п - порядковвм номер форсуночной секции, в которой произошло изменение расхода охладителя;

(О,5..,1,5) - эмпирический коэффициент, учитывающий толщину оболочки слитка в районе данной форсуночной секции, устанавливаемый в прямой пропорциональной зависимости от значения k, и при достижении О., значения 0,2...

0,5 от рабочего значения расхода охладителя в n-й секции скорость вытягивания слитка уменьшают на 0,2...О,4 ее рабочего значения.

Изобретение относится к металлургии, а именно к охлаждению непрерывно-литых слитков в процессе разливки. Цель изобретения - улучшение качества непрерывно-литых слитков. В процессе непрерывной разливки контролируют расход охладителя в каждой форсуночной секции и при его изменении в одной из секций соответственно изменяют в обратно пропорциональной зависимости расходы охладителя в каждой из следующих секций на величину ΔQК, определяемую по зависимости ΔQК=ΔQ_N/(N-N) ^. (0,5 - 1,5), где N - число форсуночных секций

N - порядковый номер форсуночной секции, начиная от кристаллизатора, в которой происходит самопроизвольное изменение охладителя

K - порядковый номер форсуночных секций, в которых производят изменение расхода охладителя

ΔQ_N - величина самопроизвольного изменения расхода воды в N-ной секции

(0,5 - 1,5 - эмпирический коэффициент, учитывающий толщину оболочки слитка в районе данной форсуночной секции, значение которого устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от значения K. При достижении ΔQ_N значения 0,2 - 0,5 от рабочего значения расхода охладителя в N-ой секции уменьшают скорость вытягивания слитка на величину, равную 0,2 - 0,4 рабочего значения.