Способ непрерывного литья слитков на установках вертикального и криволинейного типа Советский патент 1992 года по МПК B22D11/10 

Описание патента на изобретение SU1736673A1

Изобретение относится к металлургии, в частности к литью металлов непрерывным способом, и может быть использовано при отливке слитков на криволинейных и вертикальных машинах.

Известен способ непрерывной разливки металлов, предусматривающей периодическое заполнение дополнительно введенной в кристаллизатор керамиче.ской трубы металлом и вытеснение его в объем кристаллизатора путем изменения давления инертного газа в трубе пропорционально движению кристаллизатора.

Недостаток способа - отсутствие условий для эффективного перемешивания металла, поскольку вытеснение его из трубы и ее заполнение металлом происходят с относительно низкой скоростью, определяемой частотой и характером движения кристаллизатора. Наряду с этим, использование для воздействия на металл дополнительной огнеупорной трубы, расположенной не по оси слитка, повышает с одной стороны расход огнеупорных материалов, а с другой - структурную и химическую неоднородности не- прерывнолитых заготовок.

Наиболее близким к изобретению является способ непрерывного литья слитков, включающий подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизатор через огнеупорную трубу и пульсационное перемешивание жидкой фазы слитка периодическим наполнением и вытеснением металла из огнеупорной трубы газом со

vj со о о- VJ

CJ

скоростью(3-4) -скорости вытеснения металла из промежуточного ковша, а длительность заполнения составляет

0,0-1,1),

где d - диаметр струи металла, вытекающего из промежуточного ковша, м;

D- диаметр струи металла, вытекающего из огнеупорной трубы, м;

Ah- колебание уровня металла в кристаллизаторе в процессе пульсации, м;

V - скорость литья, м/мин.

К недостаткам известного способа непрерывного литья относится образование при указанных скоростях вытеснения металла из огнеупорной трубы газосодержа- щих вихрей кольцевой формы, которые, опускаясь вниз, контактируют с оболочкой затвердевающегося слитка в кристаллиза- торе и зоне вторичного охлаждения. В процессе этого происходит размывание кристаллизующейся оболочки газосодержа- щими вихрями и насыщение металла вносимым ими газом, что приводит к прорывам корочки слитка под кристаллизатором, вызывает образование дефектов макроструктуры: трещин, пятнистой ликви- ции, химической и физической неоднородности,

Как показали лабораторные исследования и опытные разливки, образование газо- содержащего вихря в процессе вытеснения металла из огнеупорной трубы связано с тем, что истекающая из промежуточного ковша струя металла, поступая в указанную трубу, инжектирует из нее газ, который увлекается струей в жидкий металл, находящийся в погруженной в него части трубы, и распределяется в металле в виде отдельных пузырей. При повышении давления в трубе металл вытесняется из нее, причем на выходе из трубы поток металла приобретает вращательно-поступательное движение в вертикальной плоскости, образуя коль- цевой вихрь тороидальной формы, опускающийся в жидкую фазу слитка. Причина возникновения такого вихря обусловлена образованием возле стенок трубы при движении в ней металла погра- ничного слоя, который на краю трубы отрывается, в результате чего создается тонкий слой металла со значительной завихренностью. Затем происходитсворачивание этого слоя, которое и приводит к образованию вихря.

По мере вытеснения металла из трубы вихрь перемещается вниз с одновременным увеличением наружного диаметра и по- перечного сечения. Вращательное

движение металла в вихре обеспечивает снижение в нем статического давления. Это приводит к тому, что пузыри газа, вытесняемые вместе с потоком металла из огнеупорной трубы, вовлекаются в вихрь, образуя вокруг центра его вращения замкнутое газовое кольцо тороидальной формы,

К моменту изменения направления движения жидкого металла в трубе вращательно-поступательное движение приобретает практически весь вытесняемый из нее поток металла. При этом на выходе из трубы скорость поступательного движения вихря равна скорости вытеснения металла. По мере опускания в жидкой фазе слитка скорость движения газосодержащего вихря снижается. По достижении определенной глубины газовое кольцо под действием выталкивающих сил и вязкости металла разрушается на отдельные пузыри, которые всплывают в жидкой фазе слитка на поверхность металла в кристаллизаторе. При этом перемешивание жидкого металла в слитке происходит не только за счет перемещающихся вниз кольцевых газосодержащих вихрей, но и всплывающими после их разрушения пузырями газа.

Однако разрушение вихря происходит и в результате соприкосновения с твердой оболочкой слитка, в первую очередь с растущими к его центру кристаллами, что приводит к их ломке. При этом скорость движения вихря снижается, но он все же продолжает перемещаться вниз. Полное разрушение вихря происходит после соприкосновения его с твердой оболочкой слитка. Если центр вихря совпадает с осью непрерывнолитого слитка, то контакт вихря с оболочкой наступает на глубине, где наружный размер вихря равен поперечному размеру жидкой лунки слитка.

При отклонении траектории движения вихря от оси слитка столкновение вихря с оболочкой происходит на меньшей глубине, т.е., когда размер вихря меньше поперечного размера лунки.

Таким образом, максимальное расстояние в жидкой фазе слитка вихрь проходит, если он не соприкасается с его оболочкой, а минимальное - при несовпадении центра вихря с осью слитка. С уменьшением поперечного размера вихря при прочих равных условиях глубина его проникновения в жидкую фазу слитка возрастает.

При контакте кольцевого газосодержащего вихря с оболочкой слитка в пределах кристаллизатора, где оболочка слитка тонкая и имеет низкую прочность, происходит ее размыв, вызывающий образование трещин и прорывы металла, Это имеет место,

например, при разливке стали ШХ15 на машинах вертикального типа в соответствии с параметрами, приведенными в примере осуществления прототипа: сечение слитка 265x340 мм, внутренний диаметр стакана в промежуточном ковше 25 мм, скорость разливки 0,0108 м/с, внутренний диаметр огне- упорной трубы 100 мм, глубина ее погружения в металл 0,6 м, скорость вытекания струи из стакана промковша 2,0 м/с.

Установлено, что в указанных условиях вихрь ударяется об оболочку слитка на расстоянии 0,77 м от мениска металла в кристаллизаторе.

Если кольцевой газосодержащий вихрь соприкасается с оболочкой слитка в зоне вторичного охлаждения, то часть пузырей газа, всплывающих в металле после погружения вихря, запутывается между растущими кристаллами дендритной формы. Во время застывания слитка в эти пузыри диффундируют и накапливаются там содержащиеся в металле вредные газы, неметаллические включения, ликвирующие элементы, что вызывает появление таких дефектов макроструктуры слитка как пятнистая ликвация, точечная неоднородность и др. Указанные условия создаются, если в соответствии с примером, приведенным в прототипе, получают слитки сечением 335x400 мм, отливая их через стакан внутренним диаметром 31 мм. Установлено, что в таком случае газосодержащий вихрь соприкасается с оболочкой слитка на расстоя- нии 2,09 м от мениска металла в кристаллизаторе, т.е. в зоне вторичного охлаждения. Окончательное разрушение вихря происходит на расстоянии 3,2 м от данного уровня. При этом уменьшается толщина зоны столбчатых кристаллов за счет соответствующего увеличения размера зоны равноосных кристаллов. Однако часть газа остается в слитке, что приводит к указанным дефектам макроструктуры.

Использование прототипа при разлив- ке на криволинейных машинах практически невозможно, поскольку он не обеспечивает получение положительного результата.

В таких условиях траектория движения газосодержащего вихря, перемещающего- ся прямолинейно, не совпадает с продольной осью слитка, искривленной под определенным радиусом. В результате имеет место подмыв затвердевающей оболочки слитка по большому радиусу. Если с по- мощью различных приемов даже и обеспечить совпадение осей слитка и вихря с целью устранения указанного недостатка, то вопрос удаления из слитка вносимого вихрем газа остается не решенным. На криволинейных машинах вследствие изогнутости затвердевающего слитка вероятность задержки вертикально всплывающих пузырей газа, образующихся после разрушения вихря, намного выше, чем в слитках, отливаемых на вертикальных машинах, что обуславливает появление дефектов макроструктуры.

Таким образом, обеспечить существенное снижение химической и физической неоднородности слитка только путем пуль- сационного перемешивания металла практически невозможно.

Цель изобретения - повышение качества непрерывнолитого слитка путем снижения его химической и физической неоднородности.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что согласно способу непрерывного литья слитков, включающему подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизатор через огнеупорную трубу и пульсационное перемешивание жидкой фазы слитка периодическим наполнением и вытеснением металла из огнеупорной трубы газом, предусмотрены следующие приемы.

Металл вытесняют из огнеупорной трубы с образованием струи начальным гидравлическим диаметром

2,,5a + 0,0115h- 2J -0,016

J

Вытеснение металла из огнеупорной трубы осуществляют со скоростью (о), обеспечивающей возникновение в жидкой фазе слитка кольцевых газосодержащих вихрей, причем при опускании в жидкой фазе слитка кольцевые газосодержащие вихри не контактируют с оболочкой слитка. При этом кольцевые газосодержащие вихри проникают в жидкую фазу слитка на глубину, исключающую задержку в слитке вносимого ими газа.

При разливке металла на вертикальных машинах скорость вытеснения металла из трубы выбирают в пределах

f 0.6

-pi to

Li-h

0.6

При разливке металла на криволинейных машинах струю металла, вытесняемую из огнеупорной трубы, направляют в сторону искривления слитка под углом к вертикали a (24-28), а скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы в зависимости от соотношения расстояний по оси слитка от мениска металла в кристаллизаторе до

точки соприкосновения газосодержащего вихря с оболочкой слитка

./ 2к /2io2,

4 №r0 092(2D-a 0 023h)

0,046

и до места проникновения газосодержащего вихря в жидкую фазу, при превышении которого не обеспечивается удаление их слитка вносимого вихрем газа, ,017R (90-80 ) определяют из выражений:

16 s/p - h

D

ри -2; 16s/p -h

D

0,6

ш

L-2-h 5

F

0,6

ш

Ч)

D

0.6

при L2 ,

где d - гидравлический диаметр струи металла, вытекающей из промежуточного ковша, м;

а - толщина непрерывнолитого слитка, м;

h - глубина погружения огнеупорной трубы в металл, м;

К - коэффициент затвердевания металла, м/мин ;

V - скорость разливки металла, м/мин;

R - базовый радиус криволинейной машины, м;

f, F - площадь поперечного сечения струи металла соответственно вытекающей из промежуточного ковша и вытесняемой из огнеупорной трубы, м2;

s - площадь поперечного сечения слитка, м ;

Р - периметр поперечного сечения слитка, м.

На фиг. 1 показана схема движения газосодержащего вихря в жидкой фазе слитка; на фиг. 2 - схема всплывания пузырей газа в жидкой фазе слитка, образовавшихся в результате разрушения газосодержащего вихря; на фиг. 3 - схема проникновения газосодержащего вихря в жидкую фазу слитка при на фиг. 4-тоже. при .

Сущность предложенного способа непрерывного литья слитков заключается в следующем.

В кристаллизатор 1 (фиг. 1) с жидким металлом 2 погружена огнеупорная труба 3, герметично соединенная с промежуточным ковшом 4. Вытеснение металла из огнеупорной трубы осуществляют путем повышения

в ней давления за счет подачи газа через патрубок 5.Заполнение огнеупорной трубы металлом происходит в результате понижения в ней давления при соединении ее внут- ренней полости с атмосферой или отсасывающим устройством.

Гидравлический диаметр струи металла, вытесняемой из огнеупорной трубы, составляет .

10

2,2d ,5a + 0,0115h1,183 К

-0,016.

15

20

25

30

35

Вытеснение металла из огнеупорной трубы осуществляют со скоростью, обеспечивающей возникновение в жидкой фазе слитка кольцевых газосодержащих вихрей 6. За каждый период вытеснения металла из трубы образуется один вихрь. Газ в вихрь попадает из огнеупорной трубы 3 вследствие инжекции его струй металла, поступающей из промковша 4.

Газосодержащие вихри 6 при опускании в жидкой фазе слитка не соприкасаются с его оболочкой 7, что исключает ее размывание. Достигнув определенной глубины, га- зосодержащие вихри под действием выталкивающих сил и вязкости металла разрушаются с образованием газовых пузырей 1 (фиг. 2), всплывающих на поверхность металла в кристаллизаторе. При этом вносимый вихрями газ полностью удаляется из слитка.

При разливке металла на машинах вертикального типа ось вытесняемой из огнеупорной трубы струи металла совпадает с продольной осью слитка, т.е. угол а 0, а скорость вытеснения металла из этой трубы выбирают в пределах

40

f}0 6

-pi ш

Li-h

0,6

5

0

5

3-0.57

При получении слитков на криволинейных машинах струю металла, вытесняемую из огнеупорной трубы, направляют в сторону искривления слитка под углом к вертикали

а (24-28) К

В таких условиях траектория движения газосодержащего вихря совпадает с продольной осью слитка, искривленного под определенным радиусом,, что исключает контактирование вихря с оболочкой слитка.

На машинах криволинейного типа скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы, в зависимости соотношения расстояний по оси слитка от мениска металла в кристаллизаторе до точки соприкосновения

газосоде ржа ще го вихря с оболочкой слитка (фиг. 3, 4)

IM/2k

4 +№r0l092(2D 0 0|023hl

0,046

и до места проникновения газосодержащ го вихря в жидкую фазу, при превышен которого не обеспечивается удаление слитка, вносимого вихрем газа,

,017R(90-80Va05) определяют из выражений:

,0.6, . , ,6

16s/p-h /1

D при Li L.2 ;

16s/p-h (1

тМ (О

L2-h

V5

0.6

ш

Ц - h /f

VrJ IF

0.6

при .

Установлено, что, если гидравлический диаметр струи металла, вытесняемой из огнеупорной трубы,

D 0,5а + 0,0115h- - 0,016,

А7

то возникающие газосодержащие вихри контактируют с оболочкой слитка в пределах кристаллизатора, а это сопровождается ее размыванием и может привести к прорыву металла ниже кристаллизатора.

Когда гидравлический диаметр струи металла

,2d,

резко увеличивается газосодержание металла в огнеупорной трубе, что связано с аналогичным повышением инжектирующего действия струи металла, возрастающего с уменьшением отношения поперечных сечений струй металла, вытекающей из промежуточного ковша и вытесняемой из огнеупорной трубы. В таких условиях металл теряет сплошность, вследствие чего пространство между внутренними стенками огнеупорной трубы и струей металла, истекающей из промковша, заполняется пеной, при вытеснении которой в жидкую фазу слитка вихри не образуются.

В предложенном диапазоне изменение гидравлического диаметра струи металла, вытесняемой из огнеупорной трубы, его уменьшение при прочих равных условиях вызывает увеличение газосодержания металла в трубе без потери сплошности. Однако при этом масса металла, вытесняемого из огнеупорной трубы, уменьшается, а объем

0

5

газа в вихре увеличивается, что требует повышения скорости вытеснения металла из трубы для получения газосодержащих вихрей, достигающих заданной глубины в жидкой фазе слитка.

Оптимальный предел по гидравлическому диаметру струи металла, вытесняемой из огнеупорной трубы, достигается тогда, когда указанный диаметр выше его нижнего заявляемого предела на 20-60% от разности между верхним и нижним пределами, т.е.

,2d + (0,5a + 0,0115h- 1 183K 20-60

-0,016-2,2d)

100

20

25

30

35

40

При более низких значениях величины гидравлического диаметра струи металла на выходе из огнеупорной трубы качество не- прерывнолитого слитка заметно не улучшается, но в то же время существенно возрастают затраты по осуществлению изобретения в основном за счет необходимости обеспечения высоких скоростей вытеснения металла из трубы. Превышение оптимального значения гидравлического диаметра струи металла сопровождается снижением расстояния от мениска металла в кристаллизаторе до точки соприкосновения газосодержащего вихря с оболочкой слитка, т.е. уменьшением глубины его проникновения в жидкую фазу слитка, а это вызывает увеличение протяженности зоны столбчатых кристаллов и повышенную ликвацию в слитке.

Установлено, что для условий разливки металла на вертикальных машинах скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы, обеспечивающая возникновение кольцевых газосодержащих вихрей, перемешивающих жидкую фазу слитка в зоне вторичного охлаждения без насыщения металла газом, составляет

16s/p-h /Ч iF

v

D

0,6 ± 0)

Ц-h

0.6

При вытеснении металла из огнеупорной трубы со скоростью ниже предлагаемой путь движения кольцевого газосодержащего вихря не превышает глубину распространения струи металла при обычной разливке, что не обеспечивает достижение поставленной цели. Вытеснение металла из огнеупор- ной трубы со скоростью выше заявляемой сопровождается насыщением слитка газом, вносимым вихрем, поскольку в таком случае путь движения вихря с учетом глубины погружения огнеупорной трубы в металл в кристаллизаторе превышает расстояние от мениска металла до точки контактирования га- зосодержащего вихря с оболочкой слитка.

Наиболее интенсивное перемешивание застывающего металла в зоне вторичного охлаждения и стабильное его качество обеспечиваются при оптимальной скорости вытеснения металла, которая меньше верхнего заявляемого предела на 5-15% от разности между верхним и нижним ее пределами, т.е.

Li-hm°-6 Ги-н/п0-6 VD iF

0.6

5-15 100

Вытеснение металла из огнеупорной трубы со скоростью ниже оптимальной, хотя иобеспечиваетусреднение состава металла при его кристаллизации, но не позволяет добиться значительного сокращения протяженности зоны столбчатых кристаллов, как это происходит при оптимальных скоростях. Вытеснение металла из огнеупорной трубы со скоростью выше оптимальной характеризуется нестабильностью качества металла за счет не всегда полного вытеснения из слитка газа, вносимого вихрем.

При разливке на криволинейных машинах вытеснение струи металла из огнеупорной трубы в сторону искривления слитка под углом к вертикали

а (24-28)

обеспечивает максимальный путь движения вихря в жидкой фазе слитка и исключает односторонний подмыв его твердой оболочки. При наклоне оси струи к вертикали под углом ниже заявляемого кольцевые вихри разбиваются об оболочку слитка большего радиуса, а выше - меньшего радиуса, вызывая в обоих случаях односторонний ее размыв. Кроме того, как в том, так и в другом случае значительно сокращается путь движения кольцевого вихря, что снижает интенсивность перемешивания.

Оптимальный угол наклона оси струи к вертикали определяется получением металла наиболее высокого качества, которое достигается при

а (25-27) Я 0 57,

обеспечивающим совпадение оси движения вихря с продольной осью слитка. Это позволяет проделать вихрю наибольший путь и, соответственно, в максимальной степени использовать его энергию для перемешивания жидкой фазы криволинейного слитка. Однако беспредельно увеличивать путь движения вихря в этих слитках, как и в

вертикальных, нельзя, поскольку вносимый вихрем газ может, начиная с какого-то предельного расстояния от мениска металла до места проникновения вихря в жидкую фазу

слитка, остаться в нем, вызывая дефекты его макроструктуры. Установлено, что максимальное расстояние от мениска металла в кристаллизаторе до места проникновения газосодержащего вихря в жидкую фазу

слитка, при котором не обеспечивается удаление из него вносимого вихрем газа (фиг. 3, 4), составляет

,017R (90-80 Г° 05). На этом или большем расстоянии содержащийся в вихре газ, всплывая вверх в виде пузырей, соприкасается с оболочкой слитка меньшего радиуса и, следовательно, с кристаллами дендритной формы, оси которых за счет искривления слитка располагаются

по отношению к вертикали не под тупым, как в вертикальных слитках, а под прямым или даже острым углом, что вызывает попадание пузырей в межкристаллические области, откуда они не в состоянии

самопроизвольно всплыть на поверхность металла в кристаллизаторе.

В зависимости от радиуса криволинейной машины, параметров слитка и условий разливки L.2 может быть меньше U (фиг. 3),

равняться или быть больше его (фиг. 4). В любом случае, если путь движения вихря в жидкой фазе слитка в сумме с глубиной погружения огнеупорной трубы превышает Li при Li или I.2 при (фиг. 3), то

пузыри газа остаются в слитке, что вызывает снижение его качества.

Важным технологическим параметром, определяющим путь движения кольцевого вихря в жидкой фазе слитка, является скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы, которая для условий разливки на криволинейных машинах выбирается в зависимости от соотношения и LL Если (фиг. 3), то ограничением на пути движения

вихря является и скорость вытеснения находят по следующему эмпирическому выражению:

16s/p-h (i

ТгГ

06

(

L2-h

0,6

5

а если (фиг. 4), то ограничением на пути движения вихря является расстояние LL В этом случае скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы определяют из неравенства

,0.6, u .6

Лбв/p-h (lY(

V

D

D

которое используют также и для условий разливки на вертикальных машинах.

При вытеснении металла из огнеупорной трубы со скоростью

16s/p-h ffN° 6

VD F

.е. ниже нижнего заявляемого предела, путь движения вихря не превышает глубину распространения струи металла в слитке, истекающей из промежуточного ковша, что не обеспечивает перемешивание металла в зоне вторичного охлаждения.

Вытеснение металла из огнеупорной трубы со скоростью

О)

U-h

VD

0.6

при которой кольцевые газосодержащие вихри проникают на расстояние, равное или большее La, откуда пузыри газа после разрушения вихря не могут полностью всплыть на поверхность металла в кристаллизаторе, приводит к насыщению слитка газом, причем в основном в области, прилегающей к оболочке меньшего радиуса.

Оптимальная скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы при Li ниже верхнего заявляемого предела на 5-15% от разности между верхним и нижним пределами, т.е.

(i

0.6

L2-h /Т

VD

0.6

0.6

5-15 100

При этих значениях скоростей вытеснения металла из огнеупорной трубы обеспечивается наиболее высокое и стабильное качество непрерывнолитой стали. Вытеснение металла из огнеупорной трубы со скоростями ниже оптимальных сопровождается ухудшением качества металла за счет недостаточного перемешивания жидкой фазы слитка при его кристаллизации. В условиях превышения оптимальных значений скоростей возрастает нестабильность качества металла за счет не всегда полного выделения из слитка вносимого вихрем газа.

Причина насыщения криволинейных слитков, вносимых вихрем газом при , идентична рассмотренной для условий разливки вертикальных слитков. Поэтому обоснования заявляемых пределов и оптимальной скорости вытеснения металла из огнеупорной трубы для криволинейных

слитков в этом случае совпадают с изложенными для вертикальных слитков.

Примеры. Предложенный способ иллюстрируется следудющими 2 примерами его осуществления, из которых примеры 1-9 относятся к МНЛЗ вертикального, а примеры 10-22 - криволинейного типа, пример 23 относится к способу-прототипу. На МНЛЗ вертикального и криволи0 нейного типа отливают непрерывнолитые заготовки поперечным сечением соответственно 265x340 и 335x400 мм из стали 20 следующего химического состава, %: С 0,19; Мп 0,55; Si 0,3; S 0,035; Р 0,035; Ni 0,25; Си

5 0,25; Сг 0,25; AI 0,02. Во всех примерах температура стали в промежуточном ковше находится в пределах 1530-1550°С, высота налива в нем металла 0,67 м, скорость разливки и вытекания струи металла из проме0 жуточного ковша соответственно 0,0108 и 2,0 м/с, глубина погружения огнеупорной трубы, предназначенной для пульсационно- го перемешивания и защиты струи металла от вторичного окисления на участке проме5 жуточный ковш-кристаллизатор, составляет 0,6 м или 0,9 высоты налива металла в промежуточном ковше. Все огнеупорные трубы имеют цилиндрическую форму с толщиной стенок 30 мм. Изоляцию поверхно0 сти металла в кристаллизаторе от окислительной атмосферы обеспечивают за счет наведения в нем шлака, состоящего из 15% криолита, 8% борного ангидрида и 77% графита.

5 Вытеснение металла из огнеупорной трубы осуществляют аргоном. Подачу последнего к огнеупорной трубе и удаление отработанных газов из нее производят при помощи системы трубопроводов и запорной

0 арматуры, состоящей из металлических труб внутренним диаметром 15 мм, регулировочных вентилей,впускного и выпускного клапанов, соединяющих полость огнеупорной трубы в ее верхней части соответствен5 но с магистралью аргонопровода и атмосферой. Давление аргона в магистрали составляет 0,6 МПа, а изменение его пределов в полости огнеупорной трубы - от атмосферного до 135-137,3 кПа, что в

0 зависимости от наружного диаметра трубы и сечения кристаллизатора обеспечивает опускание уровня металла в ней на 0,5 м. Скорость вытеснения регулируют путем изменения времени впуска аргона, т.е. его

5 расхода, при помощи регулировочных вентилей.

Периметр слитка, получаемого на вертикальной машине, равен 1,21, а на криволинейной - 1,47 м. Базовый радиус криволинейной машины м. Гидравлический диаметр струи металла, вытекающей из промежуточного ковша при разливке металла на вертикальной и криволинейной МНЛЗ, составляет соответственно 0,025 и 0,031 м. Этим же значениям отвечают диаметры разливочных стаканов промежуточных ковшей.

Пример (все заявляемые параметры имеют оптимальные значения. Коэффициент затвердевания металла как в этом, так и в остальных примерах принят равным 0,028

м/мин0 5).

Гидравлический диаметр струи металла, вытесняемой из огнеупорной трубы, превышающий нижний заявляемый предел на 40% от разности между верхним и нижним пределами, составляет

D 2,2 0,025 + (0,5 0,265 + 0,0115х 1,183 0,028

хО,60,0108 60 40

-0.016-2.2x

х 0,025) ,066 м.

Поскольку гидравлический диаметр цилиндрической огнеупорной трубы (D) равен внутреннему геометрическому диаметру ее (DB), т.е.

D

4 п Рв 2/4 KDB

DE

то указанный гидравлический диаметр струи металла достигают при использовании огнеупорной трубы внутренним диаметром DB 0,066 м. Наружный диаметр огнеупорной трубы (DH) при толщине ее стенок 30 мм составляет + 2 0,,066+2 0,,126м. При вытеснении металла из этой огнеупорной трубы возникает кольцевой газосо- держащий вихрь, перемещающийся в глубинные слои жидкой фазы слитка. Расстояние от оси слитка от мениска металла в кристаллизаторе до точки соприкосновения вихря с твердой оболочкой слитка равно

Похожие патенты SU1736673A1

название год авторы номер документа
Устройство для подачи жидкого металла 1992
  • Борисов Юрий Николаевич
  • Бродский Сергей Сергеевич
  • Учитель Лев Михайлович
  • Пикус Марк Исерович
  • Ситало Александр Алексеевич
  • Сельский Игорь Брониславович
  • Тарасенко Виталий Андреевич
  • Цейтлин Борис Ефимович
SU1817732A3
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ 1996
  • Уманец В.И.
  • Чумарин Б.А.
  • Сафонов И.В.
  • Копылов А.Ф.
  • Лебедев В.И.
RU2100138C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ 1999
  • Настич В.П.
  • Казаджан Л.Б.
  • Барятинский В.П.
  • Савченко В.И.
  • Пономарев Б.И.
  • Таран В.Г.
  • Щелканов В.С.
  • Ковалев А.Н.
  • Лебедев В.И.
RU2154544C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ 1996
  • Уманец В.И.
  • Чумарин Б.А.
  • Сафонов И.В.
  • Савватеев Ю.Г.
  • Лебедев В.И.
  • Копылов А.Ф.
RU2096127C1
СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1993
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Капнин В.В.
  • Копылов А.Ф.
  • Сафонов И.В.
  • Шатохин В.Е.
  • Пестов В.Н.
RU2037367C1
СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1995
  • Уманец В.И.
  • Чумарин Б.А.
  • Сафонов И.В.
  • Лебедев В.И.
  • Копылов А.Ф.
  • Шатохин В.Е.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
RU2092271C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ 1993
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Рябов В.В.
  • Капнин В.В.
  • Сафонов И.В.
  • Чиграй С.М.
RU2037371C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ 1993
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Ролдугин Г.Н.
  • Копылов А.Ф.
  • Сафонов И.В.
  • Чиграй С.М.
  • Суханов Ю.Ф.
  • Хребин В.Н.
RU2043841C1
СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ 1993
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Ролдугин Г.Н.
  • Сафонов И.В.
  • Копылов А.Ф.
  • Чиграй С.М.
  • Шатохин В.Е.
  • Дагман А.И.
  • Филяшин М.К.
RU2060858C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В ПРОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ 1995
  • Уманец В.И.
  • Чумарин Б.А.
  • Сафонов И.В.
  • Лебедев В.И.
  • Копылов А.Ф.
  • Шатохин В.Е.
RU2092275C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 736 673 A1

Реферат патента 1992 года Способ непрерывного литья слитков на установках вертикального и криволинейного типа

Изобретение относится к металлургии, в частности к литью металлов непрерывным способом. Жидкий металл подают из промежуточного ковша в кристаллизатор через погружную огнеупорную трубу и производят его пульсационное перемешивание в кристаллизаторе периодическим наполнением и вытеснением металла газом из огнеупорной трубы. Начальный гидравлический диаметр вытесняемой струи определяют по предложенной зависимости. На криволинейных установках струю металла, вытесняемую из огнеупорной трубы, направляют в сторону искривления слитка под углом к вертикали, равным 24-28 R а57. где 24-28 - эмпирический коэффициент. 1 з.п. ф-лы. 4 ил., 1 табл. сл С

Формула изобретения SU 1 736 673 A1

2- 0,02В

,+

Lr

vlO.CH08.60 ШОШв-60,

/2-0,028 г,./

(ol J-Q092(2-Q066-a265-0-023 0-6)

0,046

Оптимальная скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы ниже верхнего заявляемого предела на 10% от разности меж- 25 ду верхним и нижним пределами составляет

2.05-0.6/0. Г2.05-0.6г 1о.06б ( 0,0ббг/ .066 /O.Q252 °-6 (6-0,34-0.265/4,21-0.630

0,066

/ 0,025 Y 6 0 . ,66м/с.

U.0662/ J 100

Такая скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы достигается при продолжительности впуска аргона в нее

с расходом, обеспечивающим за это время повышение давления в трубе от атмосферного до45 -9,81 05(1 +

Ц2 0.028 / г 0,028 2 ,

o o fed0,046

-2.05м.

5

0

3,14 -0,0662/4

5

5

+ 1

105

0,265 0,34-3,14 -0,1262/4 135,8 КПа, где 7000 - плотность жидкой стали, кг/м3;

9 81 -ускорение силы тяжести, м/с2;

1 -10 - атмосферное давление, Па. П р и м е р 2. Гидравлический диаметр струи металла, вытесняемой из огнеупорной трубы, ниже заявляемого и составляет 1,8 гидравлических диаметров струи металла, вытекающей из промежуточного ковша, т.е.

,3d 1,8 0,,045 м.

Внутренний диаметр цилиндрической огнеупорной трубы (DB) равен гидравлическому диаметру вытесняемой из нее струи металла

,045 м.

Наружный диаметр огнеупорной трубы 2 0,,045 + 2 0,,105 м.

Расстояние по оси слитка от мениска металла в кристаллизаторе до точки соприкосновения возникающего в этом случае кольцевого газосодержащего вихря с оболочкой слитка составляет

2.98 м.

Скорость вытеснения металла имеет опимальное значение, т.е.

2,9fc-0,6/0,,6 2,98-0,6

.045 0, ,045 /0.,6 16.Q34--0,265M.21-Ot6.

0,025 2 °.6 0,045е|

40 100

5,1гм/с.

Время впуска аргона в трубу составляет 10

OS

г ,098м, о, 12

а давление в ней в конце периода вытеснения

-9,81 -0,5 (1 +

+

3,14 0,0452/4

0,04-6

Скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы, соответствующая оптимальной, составляет

Е.53-0,6| 0, о,6 153-0,6

оз , гг i. . ;

I6.0,5t- 0,265/1,l2i-0.6f0,.6 (О

- - -. Л ч I |I -

2,97м|с. 25

бу

-10,.0562/ j 100

Время впуска аргона в огнеупорную тру- 0,5

,5 0,265 Ю,0115х 1,183 0,028

хО,60,0108 60

-0,016 0,082м.

т

0.17с.

Внутренний диаметр огнеупорной трубы равен

Ш 30 ,082 м,

Давление аргона в ней в конце периодаа наружный

вытесненияDH DB + 2 -0,,082 -2 0,,142 м.

9,81 0,5(1+Расстояние по оси слитка от мениска

314-0 0552/4металла в кристаллизаторе до точки сопри+ : - + 1 10 35 косновения кольцевого газосодержащего

0,265 -0,34-3,14 -0,11 /4вихря с оболочкой слитка равно 135,3 КПа.

2,0,028

1- 0.028

,+л11

40,0108-60 N40,0108-60

1

0.046

Скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы

М1-0.6/0,025 г 0.6 1,4-1-0,ь/0,0252

4о,оаа o.osi2 ,ов2 о.оаг1

6 О.М-0,2Ј5/),ЬО,б/0,ое5 г ofi

л1о,овг о.оъчг

0,6

1 ° Л °

0,66 м/с.

Эта скорость вытеснения металла обеспечивается за время впуска аргона в трубу

0

5

135,0 КПа.

П р и м е р 3. Соответствует условиям разливки, при которых скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы является оптимальной. Гидравлический диаметр струи металла, вытесняемой из этой трубы, равен нижнему заявляемому пределу, т.е.

D 2,2d 2,2 0.025 0,055 м.

Внутренний диаметр огнеупорной трубы

,055 м, а наружный + 2 0,,055 + 2 0,,115м.

Расстояние по оси слитка от мениска металла в кристаллизаторе до точки соприкосновения кольцевого газосодержащего

2,53м.

П р и м е р 4. Скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы соответству- ет оптимальной, а гидравлический диаметр струи металла, вытесняемой из трубы, отвечает верхнему заявляемому пределу, т.е.

0,265 Ю,0115х 1,183 0,028

0,0108 60

-0,016 0,082м.

-0,092(2-0,082-0,265-0,023- 0, б)

К«ЛЛ.

Т ш °-76с-Давление аргона в трубе в конце пери- ода вытеснения из нее металла равно 9,81 -0.5(1 +

3,14 0,0822/4

+1

105

0,265 0,34-3,14 -0,1422/4 136,8 КПа,

П р и м е р 5. Скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы оптимальная. Гидравлический диаметр струи металла превышает заявляемый предел и составляет D 0,09 м. Этой величине соответствует внутренний диаметр огнеупорной трубы

DB ,09 м.

/ Ј.0,028

2.0,028 2

L,| л|о0108 б6+1л10.0108-60

I

0,04

Скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы

Ш-0.6/0,025 .6

AfaW(o,o902|

0.025г|0.6 1б.О.Э4-0.аб5/4.21-0.&

O.OQO2-/0,040

0,.6

{QW 0,36м/с.

0.0902 /

Продолжительность впуска аргона в огнеупорную трубу

т- 0.5 1Ч8 ,36 J

Давление азота в ней в конце периода вытеснения составляет 9,81 -0,5(1 +

3,14 0,092/4

+

)+1

105

0,265 0,34-3,14 0,152/4

137,3 КПа.

П р и м е р 6. Скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы ниже заявляемой и составляет 0,62 м/с. Время вытеснения металла из огнеупорной трубы, т.е. продолжительность впуска в трубу аргона

г $1 0.8, с.

Гидравлический диаметр струи металла, вытесняемой из трубы, равен 0,066 м, т.е. отвечает оптимальному. Все остальные параметры способа, необходимые для его воспроизведения, соответствуют изложенным в примере 1.

Пример. Скорость вытеснения ме- талла из огнеупорной трубы отвечает нижнему заявляемому пределу

И) IJ..T4- II.IKJ/ .Л - U.U U.

0)

V,

0,066

V0,6

0,066

0,72 м/с.

Время впуска аргона в огнеупорную трубу составляет

г (Щ СШсОстальные параметры способа соответствуют рассмотренным в примере 1.

П р и м е р 8. Скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы отве

Наружный диаметр огнеупорной трубы + 2 0,,09 + 2 0,,150 м. Расстояние по оси слитка от мениска металла в кристаллизаторе до точки соприкосновения кольцевого газосодержащего вихря с оболочкой слитка

- Q,09Јfo. 0,090-0,265-0,023-0,6

-60

0,046

М.м,

чает верхнему заявляемому пределу 2,05-0,0 (о,0252Г 176м/с

ш

п),обб о.обб2

Продолжительность впуска аргона в огнеупорную трубу

г 0,28с.

Остальные параметры этого примера такие же, как и в примере 1.

П р и м е р 9. Скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы превышает заявляемую и равняется 1.90 м/с Время впуска аргона в трубу составляет

Г т1г0 26сОстальные параметры отвечают приведенным в примере 1.

Примерю. В этом примере разливки металла на криволинейной МНЛЗ все заявляемые параметры способа соответствуют оптимальным их значениям. Гидравлический диаметр струи металла, вытесняемой из огнеупорной трубы, превышает нижний заявляемый предел на 40% от разности между верхним и нижним пределами, т.е.

D 2,2 0,031+ (0,5 0,335+ 0,0115 0,6 1,183 0,028

0,0108 60

-0,016-2,2 0,088 м

д

45

Внутренний диаметр огнеупорной трубы, поскольку она цилиндрическая, соответствует гидравлическому диаметру вытесняемой из нее струи металла ,088 м

Наружный диаметр огнеупорной трубы DH DB + 2 0,,088 + 2 0,,148 м.

Давление аргона в трубе в конце периода вытеснения составляет

9,81 0,5(1 + +3.14 0.0882/4

0,335 0,4 -3,14 0,1482/4 х 10 136,1 КПа.

-)+ 1 х

Угол наклона оси струи и соответствен- 55Расстояние по оси слитка от мениска

но огнеупорной трубы к вертикалиметалла до точки соприкосновения газосоа 26 5,78° или 5°47 .держащего вихря с оболочкой слитка

2-0,028 / 2.0,028 2

4о.ою8-бо NUobio3-60

-0,092.(2,-0.088 -0,5-0,023 -О.б)(

0,046

Расстояние от мениска металла в кристаллизаторе до места проникновения газосодер- жащего вихря в жидкую фазу, при превышении которого не обеспечивается удаление из слитка вносимого вихрем газа, составляет

12 0,017 14/90-80(0,0108 60У° 05

1,96м.

Это расстояние остается постоянным и для других примеров разливки металла на криволинейной МНЛЗ, так как оно зависит только от базового радиуса машины и скорости разливки, которые для всех экспериментов одинаковые.

Поскольку , то скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы определяется из выражения

0.6

il ш

L2-h

D

Паб F

Оптимальное значение скорости вытеснения металла, которая ниже верхнего заявляемого предела на 10% от разности между верхним и нижним ее пределами, составляет

О

|,%-о,б/о..« п.дб-о.б/о.оз1 об

ад8ПО.О&вг1 Шй1 0,088°- 160.5Э5-0.4М.4т-0,6|д.О

УО.Овб

., J (00

(,26М(с.

Ч- 0,028

L,40,(М08-60

:,+

: 2 0,028 2 -а092(2.0,057-0,И5-а,02Э.О.б

0,046

Поскольку , то скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы выбираВремя вытеснения м или продолжительность в

0,5

ют из выражения 16s/P-h /f

VD F

0.6

I

Оптимальная скорость вытеснения металла, которая ниже верхнего заявляемого предела на 10% от разности между верхним и нижним ее пределами, составляет

.1 oer1i%.as/0,

(.0572)

(6.0,И6 0,4/1,47-0,б(0,ОЭ1г

1Л6-0.&/0,ОЯ1 °.« Г

( Т

л|0.057

0.05Т

0.6 0

- -в.64«,с.

2.62м.

Время впуска аргона в огнеупорную трубу

т 0.5 1,26

0,40 с.

0

5

0

5

П р и м е р 11. Гидравлический диаметр струи металла, вытесняемой из огнеупорной трубы, ниже заявляемого и составляет 0,057 м. Скорость вытеснения металла из этой трубы и угол наклона оси струи к вертикали соответствуют оптимальным. Внутренний диаметр огнеупорной трубы, поскольку она цилиндрическая, равен гидравлическому диаметру вытесняемой из нее струи металла, т.е.

,057 м.

Наружный диаметр огнеупорной трубы + 2 -0,,057 + 2 0,.117м.

Давление аргона в трубе в конце периода вытеснения

9,81 0,5(1+-ЗЛ ЩА. х

0,335 0,4-3,14 0,1172/4

х ,0 КПа.

Угол наклона оси струи металла к вертикали, как и в примере 10, составляет 5°47 .

Расстояние по оси слитка от мениска металла до точки соприкосновения газосо- держащего вихря с оболочкой слитка равно

4,09м

Время вытеснения металла из трубы или продолжительность впуска аргона в нее

0

г

0,5

0,19c.

5

0

2,64

П р и м е р 12. Скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы и угол наклона оси вытесняемой из нее струи металла к вертикали соответствуют оптимальным, а гидравлический диаметр этой струи на выходе из огнеупорной трубы отвечает нижнему заявляемому пределу, т.е.

,2 0.,068 м. Этому же значению соответствует и внутренний диаметр огнеупорной трубы

,068 м. Наружный диаметр этой трубы

+ 2 0,,068 + 2 0,,128 м.

Давление аргона в трубе в конце периода вытеснения

9,81- 0.5(1 +

3,14 0,0682/4

Так как Li больше , то скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы выбирают из выражения

i6s/p-hm0-6 QJ L j.f-0-6

-lD(

Оптимальная скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы ниже верхнего заявляемого предела на 10% от разности между верхним и нижним пределами составляет

196-0,6

CJ 0,031

0.0682

0.6 Г 1.96-0.6

0,.6 16.0, 0,4/1,47-0,6

- ЧЧбм/с. 100

0,,068

(0.068 ) Время впуска аргона в огнеупорную труТ-Ж- 026с ,96

П р и м е р 13. Скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы и угол наклоПоскольку U L2, то скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы определяют из следующего выражения

168/p-h 06

м

Оптимальная скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы составляет

141-0,6/0,ODlV-b|4 H-0,6/0,031 V 6

,47 0,Ш (л10.Ц7 0,Н7

6- 0,335-0,4/ U7-0.6/ 0,031 Ю ibTTfTI 0,11 Ч

Время впуска аргона в трубу г Цр 1,04с.

ФДВм/с

х ,4 КПа.

Угол наклона оси струи к вертикали, как и в примере 10, составляет 5°47 .

Расстояние по оси слитка от мениска металла до точки соприкосновения газосо

на оси вытесняемой из нее струи металла к вертикали отвечают оптимальным, а гидравлический диаметр этой струи на выходе из трубы соответствует верхнему заявляемому пределу, т.е.

,5 0,335- 0.0115 0.6-JS .

Внутренний диаметр огнеупорной трубы отвечает гидравлическому ее диаметру, т.е.

DB D 0,117м. Наружный диаметр трубы + 2 -0,.117 -2 0.03-0.177 м. Давление аргона в трубе в конце периода вытеснения i

9,81 0.5(1 3.14 0,1172/4

0,335 0,4-3,14 0,1772/4

х .7 КПа.

Угол наклона оси струи к вертикали, как и в примере 10, составляет 5П47.

Расстояние по оси слитка от мениска металла до точки соприкосновения газосо- держащего вихря с оболочкой слитка

П р и м е р 14. Скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы и угол наклона оси вытесняемой из нее струи металла к 35 вертикали оптимальные. Гидравлический диаметр этой струи на выходе из огнеупорной трубы превышает верхний заявляемый предел и составляет D 0.130м.

40 Внутренний диаметр огнеупорной трубы соответствует гидравлическому ее диаметру, т.е.

О(),130м. Наружный диаметр трубы 45 DH DB + 2 0,03 - 0,130 ь 2-0,03-0,190 м.

Давление аргона в трубе в конце периода вытеснения

9,81 05(1 f

- 25173667326

314-0 1302/4УГОЛ наклона °си струи к вертикали, как

) + 1 хив примере 10, составляет 5°47. Расстоя0,35 0,4 3,14 0,190 /4ние по оси слитка от мениска металла до

5точки соприкосновения газосодержащего

х 10 138,4 КПа.5 вихря с оболочкой слитка

|/ Ч. 0,028

Н}.09Ј(2-0,«0-0,445-0,023-0.б)|

П 0,0108-60

0,046

Поскольку U L2, то скорость вытесне-Qfi-nfi /Yimi:

««a-ronna r/io nri-immnnuni/i-rnufiui ппПРПРЛа-/,i - I t3O U,U vJ.UOl

ния металла из огнеупорной трубы определя-а)

ют из выраженияЧ),088 0,088

i6s/p-h m° 6ц-и wM

0,6

1,31 м/с.

-, -р ш -g10 Время вытеснения металла и, соответ D V / D V /ственно, впуска аргона в огнеупорную трубу

составляет

Оптимальная скорость вытесненияме- QC

талла из огнеупорной трубы составляетг , 1,- 0,38с.

15 П р и м е р 18. Скорость вытеснения

(°Ј111 0 6 Г5 1 | 6-металла из огнеупорной трубы превышает

-Jo.tio о.оо1| L -4о. о.ьог, верхний заявляемый предел и составляет

16.оъд5-о.4й.47-о..о31а °-61 (о1 5 м/с. Продолжительность впуска аргона

U.U51 ilU .,....

7, -«0,2.м(е.n rnufiv

липой О.ИО JtOOBTpyby

20т ,33с.

Время впуска аргона в трубуОстальные параметры обеспечивающие

T - -FTn 2,5своспроизведение заявляемого способа, от,, вечают изложенным в примере 10.

П р и м е р 15. Скорость вытесненияП р и м е р 19. Угол наклона струи металметалла из огнеупорной трубы ниже заявля- вь,тесняемой из огнеупорной трубы, к

емой и составляла 0,78 м/с.вертикали ниже заявляемого предела на

Время впуска аргона в трубу и составляет

Oi64c

Все остальные параметры, позволяю- а ит 30. щие воспроизвести заявляемый способ, соответствуют указанным в примере 10.Остальные параметры способа соответП р и м е р 16. Скорость вытесненияприведенным в примере 10.

металла из огнеупорной трубы соответствует 2Q угол J метал

нижнему заявляемому пределу т.е.ла ВЬ|итесняеммой из огнеупорной трубы, к

06вертикали отвечает нижнему заявляемому

16 0,335 0,4/1,47 - 0,6 fo.0312| пределу, т.е.

Ш Ж00882 а 24 14 533 ИЛИ 5°2°

n Q0 ,и.иооу , Все остальные параметры способа соот- и,С5о М/С- л

ветствуют указанным в примере 10.

Продолжительность впуска аргона в тру-П р и м е р 21. Угол наклона струи металр.ла к вертикали отвечает верхнему заявляемому пределу

0545а 28 14 ° 57 6,22 или 6°13 .

с - тгЬэ 0.6 с.Остальные параметры такие же, как и в

Остальные параметры способа идентич-примере 10. ны, рассмотренным в примере 10.П р и м е р 22. Угол наклона струи металП р и м е р 17. Все параметры способа,ла к вертикали превышает заявляемый на

кроме скорости вытеснения металла из огне- 5 2°/° и СОСТооЛ е|по упорной трубы и времени впуска аргона ва z° 28 8°.

нее, такие же, как и в примере 10. Скорость W

вытеснения отвечает верхнему заявляемомуВсе ДРУгие параметры способа соответствуют рассмотренным в примере 10. ределу

8-60

0,046

0,94М.

0,6

1,31 м/с.

П р и м е р 23. Отвечает условиям разливки способа-прототипа на вертикальной МНЛЗ при отливке слитка сечением 265x340 мм со скоростью 0,0108 м/с. Гидравлический диаметр струи металла, вытекающей из промежуточного ковша d и вытесняемой из погружной трубы D, составляет соответственно 0,025 и 0,1 м. Глубина погружения огнеупорной трубы в металл равна 0,6 м, а скорость вытекания струи из промежуточного ковша - 2,0 м/с.

L,Химическую неоднородность непрерыв- нолитых слитков оценивали по степени осевой ликвации серы, а физическую - по макроструктуре их поперечных темплетов.

Результаты этих анализов для всех рассмотренных примеров представлены в таблице.

Из таблицы видно, что минимальная протяженность зоны столбчатых кристаллов и наименьшая степень осевой ликвации серы достигаются в слитках, отлитых на верти- кальной и криволинейной машинах соответственно по примерам 9 и 18, в которых скорость вытеснения металла из огнеупорной трубы превышала верхний заявляемый предел, а все остальные заявляемые параметры отвечали оптимальным.

Однако эти слитки оказались пораженными пятнистой ликвацией, что привело к отбраковке данных слитков.

Разливка металла по примерам 19 и 22. обеспечивающим угол наклона оси струи металла, вытесняемой из огнеупорной трубы, к вертикали соответственно ниже и выше заявляемого предела, оказалась невозможной в результате прорыва металла через оболочку слитка на выходе из кристаллизатора вследствие ее одностороннего подмыва.

Показатели макроструктуры и химической неоднородности слитков, отлитых по примерам 3, 4, 7, 8, 12, 13, 16. 17. 20. 21. каждый из которых реализовал один из параметров разливки на нижнем или верхнем заявляемом пределах при оптимальных значениях остальных, несколько хуже, полученных в условиях разливки по примерам 1, 10, отвечающих оптимальным значениям всех заявляемых параметров соответственно на машинах вертикального и криволинейного типа.

Использование предлагаемого способа непрерывного литья слитков по сравнению с прототипом позволяет при одновременном снижении протяженности зоны столбСкорость вытекания металла из погружной трубы составляет (3-4) d/D скорости движения струи металла при вытекании его из промежуточного ковша и равна в сред- нем

о, 3,5 -2 1,75 м/с.

Расстояние по оси слитка от мениска металла в кристаллизаторе до точки сопри- косновения вихря с твердой оболочкой слитка

0.046

0,77 fA

чатых кристаллов и степени осевой ликвации серы избежать прорыв жидкого металла через оболочку слитка ниже

кристаллизатора и пятнистую ликвацию в связи с насыщением слитка газом, что обеспечивает снижение брака на 0,13-0,18%. Формула изобретения 1. Способ непрерывного литья слитков

на установках вертикального и криволинейного типа, включающий подачу жидкого металла струей из промежуточного ковша в кристаллизатор через погружную огнеупорную трубу, пульсационное перемешивание

металла в кристаллизаторе периодическим наполнением и вытеснением металла газом из огнеупорной трубы, формирование слитка и его вытягивание из кристаллизатора, отличающийся тем. что, с целью

повышения качества слитка путем снижения его химической и физической неоднородности, вытеснение металла из огнеупорной трубы производят струей с начальным гидравлическим диаметром, определяемым по зависимости

2,2d ,5a 0,0115h--blpj -0,016

А/

со скоростью d) струи в пределах

40

,о.е,

а

Li- h /f

0.6

VD IFJ

при , а при an скорость а определяют из выражения

0

16s/P-h VfJ

pi ft;

L2 - h

D

0.6

где Li - расстояние по оси слитка от мениска металла до зоны соприкосновения газосо- держащего вихря с оболочкой слитка, определяемое по соотношению

2k

LI4I f. N 1/л

4№r° 092(2D a 0 023h1

0,046

L2 - расстояние по оси слитка от мениска металла до места проникновения газо- содержащего вихря в жидкую фазу, определяемое из выражения

,017R (90-80 V005);

d - гидравлический диаметр струи металла, вытекающей из промежуточного ковша, м;

а - толщина слитка, м;

h - глубина погружения огнеупорной трубы в металл, м; К - коэффициент затвердевания металла, м/мин° 5;

V- скорость разливки металла, м/мин;

R - радиус кривизны оси слитка, м;

и

88 48

100

1,26

1,26 1,26 1,26

1,75

,20 6°13

е°

0,046

f, F - площадь поперечного сечения струи металла, вытекающей из промежуточного ковша и вытесняемой из огнеупорной трубы соответственно, м2;

s - площадь поперечного сечения слитка, м ;

Р - периметр поперечного сечения слитка, м.

2. Способ по п. 1, отличающийся 10 тем, что на криволинейных установках струю металла, вытесняемую из огнеупорной трубы, направляют в сторону искривления слитка под углом а к вертикали, равном (24-28), где 24-28 - эмпирический ко- 15 эффициент.

1,96

1,96 1.96 1,96

тая

ликвация

Разливка прекращена е связи с прорывом жидкого металла через оболочку слитка большего радиуса 13,25В

И.О55

Разливка прекращена в связи с прорывом металла через оболочку слитка меньшего радиуса Образование трещин и прорывы металла

Щ/г.2

Редактор М.Келемеш

№4

Составитель В.Яковлев

Техред М.МоргенталКорректор О.Кундрик

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1992 года SU1736673A1

Способ непрерывного литья слитков 1985
  • Ефименко Сергей Петрович
  • Пилюшенко Виталий Лаврентьевич
  • Смирнов Алексей Николаевич
  • Кондратюк Анатолий Михайлович
  • Смирнов Евгений Николаевич
SU1301552A1
Машина для добывания торфа и т.п. 1922
  • Панкратов(-А?) В.И.
  • Панкратов(-А?) И.И.
  • Панкратов(-А?) И.С.
SU22A1
Кузнечная нефтяная печь с форсункой 1917
  • Антонов В.Е.
SU1987A1

SU 1 736 673 A1

Авторы

Шиш Юрий Иванович

Рубин Леонид Викторович

Лобачев Владислав Тимофеевич

Багрий Александр Иванович

Бродский Сергей Сергеевич

Зражевский Александр Данилович

Учитель Лев Михайлович

Пикус Марк Исерович

Рашка Владислав

Марощик Веслав

Ирмлер Богдан

Доседел Мирослав

Слиж Йозеф

Даты

1992-05-30Публикация

1990-01-02Подача