Способ управления процессом непрерывной разливки металлов Советский патент 1977 года по МПК B22D11/16 

1

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов и сплавов.

Известен способ управления процессом непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, измерение температуры поверхности слитка, регулирование интенсивности вторичного охлаждения и скорости вытягивания, а также резку слитка 1.

Однако при таком способе непрерывной разливки металлов измерение температуры поверхности слитка под тянущей клетью не обеспечивает надежной информации для регуЛИрования интенсивности вторичного охлаждения и скорости вытягивания слитка. Это объясняется тем, что поверхность слитка, оптимально охлажденная в зоне вторичного охлаждения над тянущей клетью, может разогреться за счет внутреннего тепла. Кроме того, неправильное регулирование интенсивиости вторичного охлаждения и скорости вытягивания слитка на основе данных по замеру температуры его поверхности может привести к прорыву металла в процессе резки из сердцевины слитка. При неправильном охлаждении поверхности слитка на нем возникают трещины, приводящие к браку слитков.

С целью повыщения точности регулироваиия процесса непрерывной разливки температуру

слитка замеряют на его торце в момент резки. Способ осуществляется следующим образом.

В процессе непрерывной разливки металлов разливают сталь Зсп с содержанием углерода 0,20% в кристаллизатор сечением 200Х Х200 мм и вытягивают из него слиток при помощи тянущей клети со скоростью 0,8 м/мин. В зоне вторичного охлаждения установлены

три форсуночные секции, через которые подают воду на поверхность слитка. Расходы воды в форсуночных секциях устанавливают в следующих пределах: 3,6; 2,5 и 1,5 . Над тянущей клетью смонтированы гидравлические пресс-ножницы с усилием реза 500 т, при помощи которых производят резку слитков на мерные длины по 3 м. Пресс-ножницы оборудованы . В поверхность одного из ножей, обращенную в сторону тянущей клети,

зачеканивают платино-илатинородиевую термопару, соединенную со вторичным показывающим прибором, располагая ее по оси слитка. В процессе резки замеряют температуру торца слитка, выходящего из тянущей клети. При

этом термопара фиксирует температуру торца слитка на протяжении всего вре.мени реза от значения 930°С у одного края слитка до 1490-С в середине и до 930°С у другого края слитка. На вторичном показывающем приборе фиксируют максимальное значение показаиия термопары, которое и является определяющим для регулирования скорости вытягивания слитка и интенсивности режима вторичного охлал :дения.

Проведенные экспериментальные работы в ЦНИИЧМ показывают, что при затвердевании непрерывного слитка сечением 200Х Х200 мм из стали У13 содержание углерода (основного ликвирующего элемента) изменяется от 1,3% в периферийной зоне до 1,7% в осевой зоне, а при затвердевании непрерывного слитка сечением 200x200 мм из стали 10 содержание углерода изменяется от 0,1% в периферийной зоне до 0,17% в осевой зоне. Следовательно, центральная часть слитка из стали У13 затвердевает при 1380°С, а центральная часть слитка из стали 10 - при 1515°С. Слиток из стали Зсн затвердевает в средней части поперечного сечения при 1500°С. Если в процессе разливки при очередном резе слитка повышается максимальное значение показаний термопары до 1500°С вследствие, например, повышения температуры разливаемого металла из сталеразливочного ковша после их смены при разливке методом «плавка на плавку, то снижают скорость вытягивания слитка с 0,8 до 0,6 м/мин и увеличивают интенсивность вторичного охлаждения в форсуночных секциях до 4,1; 2,9 и 2,1 . Продолжать разливку без снижения скорости вытягивания слитка и увеличения интенсивности вторичного охлаждения нельзя во избежание прорыва стали по центру слитка и залива нижележаш,его оборудования.

Если максимальное значение показания термопары уменьшается до 1350°С, то можно без риска прорыва металла по центру слитка увеличить скорость вытягивания слитка до 1,0 м/мин и снизить интенсивность вторичного охлаждения в форсуночных секциях до 3,2; 2,1 и 1,2 .

Для выдерживания максимально допустимой скорости вытягивания слитка и оптимальной интенсивности вторичного охлаждения, онределяюшей высокое качество слитков, необходимо выдерживать максимальные показания термопары при каждом резе в пределах 1380-1515°С в зависимости от содержания углерода в стали. Выдерживание максимального показания термопары в пределах 1380- 1515°С можно осуш, как при помош,и изменения скорости вытягивания слитка, так и изменением интенсивности вторичного охлаждения, или при совместном использовании этих приемов.

Хотя слиток из стали Зсп затвердевает в сердцевине при 1500°С, принимают допустимое значение максимального показания термонары, равное 1490°С. Разницу в 10-12°С принимают для повышения надежности процесса разливки и резки слитков. Этот же запас по температуре в 10-15°С принимают для стали У13, затвердевающей при 1380°С и для стали 10, затвердевающей при 1515°С.

Пределы значений показаний термопары выбирают в зависимости от химического состава стали. При наличии низкоплавких составляющих принимают минимальное значение, при наличии высокоплавких составляющих - максимальное. В поверхность ножей пресс-ножниц могут быть зачеканены несколько (2-5) термопар.

Таким образом, применение предлагаемого снособа обеспечивает простой и надежный контроль процесса разливки, устраняет необходимость применения пирометров, использование которых в условиях пара и высоких температур приводит к большим погрешностям измерений. Предлагаемый способ обеспечивает повышение качества слитков из-за оптимальных условий охлаждения.

Формула изобретения

Способ управления процессом непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, измерение телшературы слитка, регулирование интенсивности вторичного охлаждения и скорости вытягивания и резку слитка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования процесса непрерывной разливки, температуру слитка замеряют на его торце в момент резки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент ФРГ № 2437294, кл. Slb 11/12, 13.02.75.