Способ отливки слитков на многоручьевой машине полунепрерывного литья Советский патент 1993 года по МПК B22D11/00 B22D27/02 

Описание патента на изобретение SU1822364A3

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при полунепрерывном литье слитков на многоручьевых машинах.

Целью изобретения является уменьшение расхода энергии.

Схема реализации способа иллюстрируется на Лиг.1-5.

На фиг.1 показано расположение трех слитков на трехручьевой машине полунепрерывного литья; на фиг.2 - график расхода мощности на трехручьевой машине; на фиг.З - график расхода мощности на двухручьевой машине; на фиг. - схема распределения температур в слое шлака при его нагреве; на фиг.5 - схема распределения температур при выключении тока нагрева на данном ручье.

Приняты следующие обозначения: 1, 2, 3 - слитки, формируемые в кристаллизаторе , электроды 5, 6, 7, твердая фаза слитка 8 и слой шлака 9.

Проведем пооперационное описание способа.

Первая операция заключается в том, что осуществляют разливку слитков 1, 2, 3 при заливке каждого металла в кристаллизаторы k и вытягивании из них слитков. Эту операцию для стали осуществляют при температуре жидкого металла 1 90-15Ю°С и при формировании в кристаллизаторах твердой оболочки толщиной мм. Наружная температура слитков под кристаллизатором ИОО-1200°С. После вытягивания слиткоо (гидравлическим или зубчато- реечным с электроприводом механизмом) , на заданную длину (5-С м). Слитки останавпиЕг.ют. После этого приступают ко второй операции, при которой прекращают заливку в кристаллизаторы жидкого металла и подводят к ним установки электронагрева 5, 6, 7, каждая из которых содержит три нерасходуемых (или рас- Дуемых) элек(Л

С

00

ю ю

СА) О

CJ

трода. Над слитками с твердой оболочкой 8 наводят -слой шлака 9, например, состава: CaF2 - 3%, А1203 - 59%, Si02 - 24%, СаО - 12%, MgO - 2%. лак можно подготовить отдельно в пециальной электропечи и залить его ттуда в кристаллизаторы. Можно до-- авить в кристаллизаторы и твердый люс АНФ-6.

Третью операцию начинают с того, что на машину 5 (фиг.1) подают ток илой 1800-2000 А, соединив ее с трансформатором (или иным источником тока напряжением В).

Как видно на фиг.2, мощность N подают на машину 5 в течение 27-60 с на участке АВ (фиг.2), после чего отключают источник тока от машины 5 и при реализации четвертой операции соединяют его с машиной 6, чему на фиг.2 соответствует участок СД.

При пятой операции соединяют источник тока с машиной 7 отключив ее от -машины подогрева. На фиг.2 этому соответствует участок EF. Эти операции последовательно повторяют, осуществляя все время подогрев, или подпитку только одного из трех отли- тых слитков, последовательно перемещая подачу мощности (и тока) от одного слоя к другому, что обеспечивает уменьшение полной мощности, требуемой для реализации процесса. Последняя операция после окончания кристаллизации слитков состоит в удалении их к нагревательным печам (или на склад) и подготовке машины к новой разливке. Если применяют двух- ручьевую машину полунепрерывного литья, то график подачи мощности обогрева мениска слитков соответствует фиг.З. Здесь сплошная линия иллюстрирует подачу мощности на один ручей, а пунктирная линия - на второй. Достаточно использовать один источник тока, но реализовать его не на нагрев мениска одновременно двух слитков, а на нагрев в каждый момент времени только, одного из них, так что расходуемая мощность равна Net а на (2М0) (см. фиг.З). При реализации нагрева слитка график изменения температуры t (у) имеет вид, показанный на фиг., где у - ось симметрии слитка с началом координат на мениске шлака. При установившемся

име к мениску металла поступает слоя шлака 9 тепловой поток:

g

А Зу

или в ft

()

h

,(0

0

5

0

5

0

5

0

где X - коэффициент теплопроводности шлака,

t - температура на мениске шлака ,

t - температура на границе шлака с металлом (фиг.М; h - толщина слоя шлака 9. Подавая мощность в течение време- 0 , мы затем включаем ее (переключаем на другой слиток) и слой шлака 9 на мениске металла охлаждается в течение времени

ни Ј

Ј« от t

до t з на его мениске. Для двухручьевой машины

i „ л 2

ВОЙ И -гприближенно Ј, Ъ0 , для трехручье- а для четырехручьео

..- Л

вой С, ЗА Ј0 . Чтобы процесс не нарушился, желательно, чтобы периодическое изменение температуры на поверхности шлака 9 (фиг.5) при у О не привело бы к существенному изменению температуры на мениске металла, при у h, т.е. на той поверхности обогрев которой мы должны обеспечить. Тогда, при реализации заявляемого способа мы можем вместо непрерывного нагрева мениска металла тепловым потоком согласно (1) с неизбежным перегревом шлака, обеспечить процесс с использованием тепла самого слоя шлака и с уменьшением его перегрева.

При периодическом изменении теплового потока на поверхности слоя жидкого шлака с частотой w вглубь слоя распространяется тепловая волна. Если толщина слоя шлака равна h, то решающее значение имеет безразмерная величина:

45

(2)

0

5

где а --т-, A - коэффициент тепло- с р

проводности; с - теплоемкость; р - плотность.

Для того, чтобы колебания температуры не проникали вглубь слоя, необ2 Х ходимо А 1,0 или СО -ЯТь СМ

Ф.М. Морс, Г. Фешбах. Методы теоретической физики. Методы. Изд. иностр. литературы. Москва, I960, том II с. 5МО.

Поскольку период одного цикла Т

2fr -т--, то условие затуха

ний имеет вид Т« - -E-P-L1.,

- -7Г-, то условие затухания колебаг

Принимая, что Т меньше на порядок

величины

Ъ

) и равен ;

т ,Д Cph

I - L 10 10

тогда при С Дж/кг-гр; р 2600-2800 кг/м3; Т 29 Вт/Мтр и h 0,08-0,1 м, получили

-

(2,. (eijHooiig

to 290 - с.

Таким образом, если время осуществления подогрева мениска и время паузы равны половине Т, то эти величины 20 0,5 () 27-60 с.

Указанное обосновывает оптимальность принятой величины времени подогрева каждого из слитков. Если принять время нагрева меньшим нижнего предела, т.е. 27 с, то потребуется излишне часто осуществлять переключение источника тока с одного слитка на другой, что усложнит работу переключателя и время нестационарных (нестабильных) процессов в жидком шлаке и металле.

Если же увеличить время нагрева более верхнего нагрева предела, равного 60 с, то в периоды пауз температура шлака и металла будет снижаться чрезмерно, что вызовет кристаллизацию металла на мениске и образование усадочной раковины, т.е. ухудшит эффективность электрошлакового обогрева мениска слитков.

Приведем конкретный пример реализации способа.

Осуществляют отливку двух слитков диаметрами 500 мм из 5ХНМ. Слитки отливали со скоростью 0,1 0-0,12 м/мин,

Т

баядок

р р

естпауины

а после их остановки навогили слои шлака температурой 1700°С, толщиной h 0,1 м. Шлак, в основном, состоял из флюса АНОб с добавками Si20 и Мр.О. Нагрев начинали трехэлектродными машинами с графитовыми электродами после 0,75 мин 5 с после окончания подачи металла при силе тока Q 2000 Л на одну фазу и напряжении 50 В, при полезной мощности 100 кВт на одну фазу и полной мощности трансформатора кВт. Поскольку площадь

/V

мениска каждого слитка -г- 0,52 15ч

0,197 м2, то удельная мощность на

2kO единицу поверхности

R-pU , 1 У /

1210 -21-.

Используются электроды марки ЭГ-0 диаметром 80 мм.

г

Формула изобретения

1. Способ отливки слитков на многоручьевой машине полунепрерывного литья, включающий разливку металла в кристаллизатор и вытягивание слитков с одновременным нагревом после окончания разливки мениска электродами, погруженными в слой шлака, периодическим подключением и отключением электрического тока на электродах, отличающийся тем, что, с

целью уменьшения расхода энергии, разливку металла ведут в несколько кристаллизаторов, а упомянутое периодическое подключение осуществляют со сдвигом по фазЈ между слитками.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в любой момент времени осуществляют нагрев мениска только одного из слитков.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ичающийся тем, что время фазы нагрева мениска каждого слитка равно 27-60 с.

«о

«r Ч/ V.

/V

Похожие патенты SU1822364A3

название год авторы номер документа
Устройство для измерения уровня металла в кристаллизаторе 1980
  • Бровман Михаил Яковлевич
SU942868A1
Способ получения образца для контроля процесса непрерывного литья 1980
  • Бровман Михаил Яковлевич
  • Марченко Иван Константинович
SU876271A1
Способ полунепрерывного литья металлов 1980
  • Бровман Михаил Яковлевич
SU984647A1
Слиток 1984
  • Бровман Михаил Яковлевич
SU1250385A1
Машина полунепрерывного литья слитков крупных сечений 1983
  • Кучковский Василий Сергеевич
SU1126362A1
Способ непрерывной и полунепрерывной разливки металлов 1977
  • Козий Н.М.
  • Марченко И.К.
  • Ефимов В.А.
  • Якобше Р.Я.
SU758632A1
Установка полунепрерывного литья металлов 1983
  • Финкельштейн Израиль Григорьевич
SU1119770A1
Машина полунепрерывного литья металлов 1977
  • Марченко Иван Константинович
  • Козий Николай Михайлович
  • Ефимов Виктор Алексеевич
  • Якобше Ричард Якубович
SU954163A1
Машина непрерывного литья металлов наклонного или горизонтального типа 1983
  • Бровман Михаил Яковлевич
  • Будников Юрий Владимирович
  • Марченко Иван Константинович
  • Следнев Владимир Петрович
SU1096023A1
Затравка для машины полунепрерывного литья 1983
  • Ничипоров Сергей Алексеевич
  • Бабенко Виктор Григориевич
SU1097437A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 822 364 A3

Реферат патента 1993 года Способ отливки слитков на многоручьевой машине полунепрерывного литья

Использование: в мерной металлургии, в частности при полунепрерывном литье слитков, преимущественно крупного сечения. Сущность изобретения: способ включает заливку металла в кристаллизаторы, вытягивание из них слитков и нагрев мениска электродами. При этом осуществляют периодическое включение тока со сдвигом по фазе между слитками. з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения SU 1 822 364 A3

тъ

, .-/;: ,;: i «

ЛЛ - .ЦТ

2 4

Я«2.3

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1993 года SU1822364A3

Способ начала электрошлакового обогрева слитков 1977
  • Марченко И.К.
  • Бровман М.Я.
  • Римен В.Х.
  • Галентовский Г.Г.
SU656258A1
Машина для добывания торфа и т.п. 1922
  • Панкратов(-А?) В.И.
  • Панкратов(-А?) И.И.
  • Панкратов(-А?) И.С.
SU22A1

SU 1 822 364 A3

Авторы

Бровман Михаил Яковлевич

Галентовский Геннадий Григорьевич

Царев Александр Васильевич

Даты

1993-06-15Публикация

1991-06-03Подача