Способ получения стальных слитков Советский патент 1990 года по МПК B22D7/00 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при отливке слитков.

Цель изобретения - снижение энергозатрат, повьппение стойкости из лож- ницы и качества кристаллизующихся слитков.Способ включает разливку металла в изложницы и его последующий подогрев струей низкотемпературной плазмы, который начинают по истечении промежутка времени, равного 0,3-0,35 длительности затвердевания слитка, охлаждающегося в изложнице в обычных условиях, подогрев ведут импульсами, паузы между которыми равны продолжительности снятия перегрева .расплавленных объемов металла до температур ликвидус, а длительность каждого импульса определяют по формуле

ел сд

СП

НАШ

N

К,

где m - масса металла, находящегося в двухфазной области (в интервале температур ликвидус- солидус);

(f - доля затвердевшего металла в двухфазной области;

L - удельная теплота плавления;

Ы - мощность плазмотрона; с

К - эмпирический коэффициент, учитьшающий перемешивание и тепломассоперенос при воздействии плазменной струи,, Начало процесса подогрева ранее Q 0,3 цтв энергетически нецелесообразно, так как в центральных областях металл перегрет выше , , зарождение центров кристаллизации еще не началось и таким образом обеспечивается удовлетворительное перемешивание и хорошая подпитка затвердеваюш 1Х- объемов. Кроме того, подвод тепловой нагрузки и более ранние периоды- приведет к расплавлению уже затвердевших объемов,2Q что удлиняет кристаллизационные прО цессы, интенсифиьщруе яиквационные явления, вызывает повьш)енную химнеод- нородность,

при начале нагрева позднее 25 0, также увеличивается расход энергии, так как доля затвердевшего . металла в объеме двухфазной области i больше 0,5, следовательно, длительность теплового воздействия возрас- о тает.

Учитьгаая фактическое фазовое состояние к началу подогрева, подвод тепловой нагрузки должен производиться импульсами и обеспечивать проплавле- ние лишь двухфазной области. При непрерывном воздействии будут проплав ляться- затвердевшие объемы, что, кроме увеличения энергозатрат, ухудшает условия службы изложниц и качество слитков по макроструктуре и химнеодно- родности вследствие удлинения, кристаллизационных процессов (как и в случае подвода тепловой нагрузки ранее,

чем через ,

Поскольку подпитка затвердевающих объемом жидким расплавом существенно

ухудшается после снятия перегрева, т.е. при достижении фронтом начала затвердевания оси слитка, длитель-- ность пауз между импульсами должна быть равна продолжительности снятия перегрева расплавленного объема, величина которого примерно равна объему двухфазной зоны перед предьщущим импульсом.

Пример. Получали слитки спокойной стали массой 7,5 т, длительность затвердевания которых в обычных

40

50

5

0

0

условиях составляет 165-180 мин. Через 60 мин после окончания разливки производили первое тепловое воздействие на кристаллизующийся слиток в течение 20 мин. Спустя 35 мин после первого импульса в течение 10 мин проводили повторное проплавление. Последнюю, третью тепловую обработку осу- ,, ществляли в течение 5 мин через 15 мин после окончания повторного импульсного воздействия.

Одновременно разливали контрольный слиток по известному способу.

Оба слитка нагревали в нагревательном колодце и прокатывали на трубную заготовку 0 130 мм. После прокатки на блюминге контролировали величину головной обрези. От трубной заготовки на одинаковых уровнях по длине отбирали темплеты для макро- и химанализа.

В результате испытаний установлено,- что величина головной обрези в опытном , слитке составила 6%, в контрольном 9%, степень сегрегации серы в центре опытных темплетов была на уровне 150-170%, в то время как в контрольном 170-200%.

В опытном металле практически от- сутстврвал ликвационный квадрат, наблюдалось лишь размытое пятно, не поддающееся оценке ГОСТ.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет повысить качество слитков и стойкость изложниц, снизить потери на головную обрезь на 30%.

Формула изобретения

Способ получений стальных слитков, включающий разливку металла в изложницу и его последующий подогрев струей низкотемпературной плазмы, отличающийся .тем, что, с целью снижения энергозатрат, повышения стойкости изложницы и качества кристаллизующихся слитков подогрев струей низкотемпературной плазмы начинают по истечении промежутка времени, равного 0,3-0,35 длительности затвердевания слитка, начиная с момента окончания процесса разливки, при зтом подогрев ведут импульсами, паузы между .которыми равны продолжительности снятия перегрева расплавленньгл объемов металла до температуры ликвидуса, а .длительность S , с, каждого импульса определяют по формуле

1611555

,у- доля затвердевшего металла „„„ „в двухфазной зоне;

где га - масса металла, находящегосяN - полезная мощность кВт;

в двухфазной зоне, кг{к - коэффициент, учитывающий конL - удельная теплота плавления,j вективное перемешивание и .тепломассообмен.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при отливке слитков. Цель изобретения - снижение энергозатрат, повышение стойкости изложницы и качества кристаллизующихся слитков. Способ включает разливку металла в изложницу и его последующий подогрев струей низкотемпературной плазмы, который начинают по истечении промежутка времени, равного 0,3-0,35 длительности затвердевания слитка, охлаждающегося в изложнице. Подогрев ведут импульсами, паузы между которыми равны продолжительности снятия перегрева расплавленных объемов металла до температур ликвидуса, а длительность каждого импульса определяют по формуле Τ_имп=(M^.Lψ/N)^.K, где M - масса металла, находящегося в двухфазной области

L - удельная теплота плавления

ψ - доля затвердевшего металла в двухфазной области

N - мощность плазмотрона

K - эмпирический коэффициент, учитывающий перемешивание и тепломассоперенос при воздействии плазменной струи. Способ позволяет снизить потери на головную обрезь на 30%.