Способ непрерывной разливки металлов Советский патент 1978 года по МПК B22D11/00 

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

Известен способ непрерывной разливки металлов, включаюпип подвод металла в крпсталлизатор через погружаемый стакан с боковыми вы.ходиыми отверстиями, вытягивание из него слитка прямоугольного иоперечного сечения и охлаждение поверхности слитка водой, расныливаемой форсунками, установлениыми в зоне вторичного охлаждения. Ири это1М расчетные удельные расходы воды увеличивают от краев слитка к средней части широкой грани по прямолинейному закону и изменяют их от макси.мального значения под кристаллизатором до минимального в конце затвердевания. Расчетные максимального значения удельных расходов воды в средней части слнтка на участке 0,7-0,8 ширнны грани уменьшают по экспоненциальному закону вдоль зоны вторичного охлаждения 1 .

Недостатком известного способа иеирерывной разливки металлов является переохлаждение средней частн шнрокнх граней слитка, примыкающей непосредственно к крнсталлизатору. Это объясняется расположением в жидкой лунке конвективных потоков жидкого металла, вытекающего из боковых отверстий разливочного стакана.

о

Исследования показали, что конвективные потоки жидкого металла из боковых отiie KTni i П1.чл1;Бочных стаканов распространяются Б /к11ДкоГ| лунке таким образом, что образуется застсппшя зона в центральной части iHjipoKiix граней слнтка. Эта зона распространяется на )ииу 0,1--0,3 длины жидкой фазы слитка от нижнего среза кристаллизатора. В этой зоне уменьшается подвод тенла к корочке слитка, что вызывает ее переохлаждение при существующих ннтенснвностях охлаждения слитка. Ыеравномерность охлал-сдення по периметру слитка приводит к неравномерному росту корочки и возннкновению в ией значительных термических напряжений. Это вызывает брак слитков по внутренним и наружным тренипшм.

С иелью улучшения качества слитков непосредственно под кристаллизаторо.м участок иоверхностн )кнх граней слнтка, длнна которого составляет 0,2-0,3 длины жидкой фазы слнтка, а ширина-2-3 расстояния между крайними точками боковых отверстий иогружаемого стакана, охлаждают с удельными расходами, в 1,2-1,3 раза меньшими ио сравнению с раечетиыми, причем ось участка поверхности широких граней совмещают с вертикальной осью погружаемого стакана.

Способ осуИ1ествляется следующим образом.

В iipiMiccco испрсрывпон разливки мс1алло1з в кристаллизатор сечением 250X1700 мм разливают сталь марки Зсп через стакан с боковыми выходными отверстиями. Разливку ведут ири погруженном стакане иод уровень металла так называемой «затоиленной струей. Из кристаллизатора слиток вытягивают ирл иомои1,и тянущей клетн со скоростью 0,8 м/мин, что соответствует 2,6 т/мин стали. Стакан устанавливают по оси слнтка.

В зоне вторичного охлаждения слиток иоддерживается и нанравляется роликами и охлаждается водой, расныливаемой форсунками. Форсунки объединены в семь секций, длина которых составляет соответственно 1,2; 2,0; 0,9; 1,65; 1,8; 1,8 и 3,5 м. При этом расчетные значения удельных расходов воды по секциям увеличивают от краев слитка к средней части широкой грани но црямолинейному закону и изменяют их от максимального значения под кристаллизатором до минимального в конце затвердевания по экспоненциальному закону. Исходя из этого, в форсуночных секциях подают воду с интенсивностью 4,5; 3,6; 3,1; 3,0; 2,8; 2,7 и 2,6 соответственно в средней части широких граней слитка.

Ирн скорости вытягивания слитка 0,8 м/мин глубииа жидкой фазы составляет 17 м. Иодвод металла осу1цествляют через стакаи, расстояние между крайними точками боковых отверстий которого составляет 160 мм. Длина кристаллизатора составляет 1,2 м, уровень металла поддерживают на расстоянии 0,2 м от верхнего среза кристаллизатора.

В первых двух форсуночных секциях уменьшают интенсивность охлаждения с 4,5 и 3,6 до 3,6 и 2,9 соогветственно или в 1,25 раза на участке, имеющем ширину 40 мм или 2,5 расстояния между крайними точками боковых отверстий разливочного стакана. Длина первых двух форсуночных секций равна 3,2 м или с учетом длины кристаллизатора 4,2 м, что составляет 0,25 части длииы жидкой фазы слитка.

На остальных участках поверхности широких граней по периметру и длине слитка интенсивность охлаждения оставляют без изменений и равной выше указанным расчетным значениям.

При этих условиях отсутствует переохлаждение средних участков широких граней слитка, в которых снижен тснловои ноток из-за застойных явлений в жидкой лунке, вызванных конвективными потоками металла. Писходящие потоки металла, располагающиеся ио краям слитка, соединяются ниже второй форсуночной секции. Стабильность процесса кристаллизации корочки слнтка не нарушается, в ней ликвидируется разнотолнщнность и, следовательно, значительные термические напряжения. Кроме того, соблюдаются теоретически необходимые условия кристаллизации непрерывнолитого слитка: соблюдается равномерное распре/деление температуры поверхности по периметру слитка.

Применение предлагаемого способа повышает качество слитков за счет устранения внутренних и наружных трещин, брак слитков по трещинам снижается на 3-4%. Экономический эффект от применения предлагаемого

способа в условиях Новолипедкого металлургичеекого завода при производстве 4 млн. т слитков в год составит 70 тыс. руб.

Формула изобретеиия

Сиособ неирерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор через погружаемый стакан с боковыми выходными отверстиями, вытягивание из него слитка прямоугольного поперечного сечения,

охлаждение поверхности слитка водой, увеличение расчетных удельных расходов воды от краев слитка к средней части широкой грани и их изменение от максимального значения под кристаллизатором до минимального в

конце затвердевания по экспоненциальному закону, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества слитков, непосредственно под кристаллизатором участок поверхности широких граией слитка, длина которого составляет 0,2-0,3 длины жидкой фазы слитка, а ширина - 2-3 расстояния между крайними точками боковых отверстий погружаемого стакана, охлаждают с удельными расходами, в 1,2-1,3 раза меньшими по

сравнению с расчетными, причем ось участка поверхности широких граней совмещают с вертикальной осью погружаемого стакана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии JVe 1326625, кл. В 3F, 1973.