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

ней. Эти нарушения в процессе кристаллизации приводят к браку слитков по треод,ииам (так называемые трещины «искажения), а в некоторых случаях к нарушению в процессе разливки сплошности оболочки слитка и нрорыву жидкого металла, что вызываег ai apnio.

Миже дан вариант осуш ествлеиня предлагаемого способа, ие исключающий другие вариа ггы в пределах формулы изобретения.

В кристаллизатор длиной 1200 мм разливают сталь марки Зси и вытягивают из него слиток сечением 250X1600 мм со скоростью 0,6 м/мин. Уровень металла в кристаллизаторе поддерживается на расстоянии 200 мм от его верхнего торца. По всей длине зоны вторичного охлаждения установлены шесть форсуночных секций, длина которых составляет соответственно 1,2; 2,0; 1,65; 1,65; 1,8 и 1,8 м. В форсуночных секциях устанавливают удельные расходы воды 4,0; 3,3; 3,0; 2,8; 2,6 и 2,5 . При скорости вытягивания 0,6 м/ /мин слитка толщиной 250 мм глубина жидкой фазы составляла 12,7 м.

Со стороны узких граней устанавливают форсунки с индивидуальным подводом воды к ириборам для регулирования ее расходов. Вдоль узких граней устанавливают удельные расходы воды в пределах от 5,0 нод кристаллизатором до 2,5 в конце зоны охлаждення. Пинтенсивиость охлаждения узких граней изменяют по экснонеициальиому закону на длине, которую определяют из соотношения L(( где L - расстояние от мениска металла в

кристаллизаторе до конца охлаждения узких граней водой, и - скорость вытягивания слитка, В - половина толщины отливаемого

слитка,

К, - коэффициент затвердевания, равный 2,6 см/мин/).

Далее узкие грани охлаждают в атмосфере бункера вторичиого охлаждения. При скорости вытягивания слитка 0,6 м/мин длина охлаждення узких граией водой составляла 2,5 м.

Пеиосредственно иод кристаллизатором и Б конце зоиы охлаждення узких граней водой, а также на расстоянии от уровня металла в кристаллизаторе, определяемом из соотношеиия или равном 0,75 м от нижнего торца кристаллизатора, устанавливают неза:висимые щупы, контактирующие с поверхностью узких граней. По ширине узких граней на каждом уровне устанавливают по три щупа, соединенные с индуктивными датчиками. Расстояние между щупами 80 мм. Каждый индуктивный датчик электрически соединен с показывающим ирибором, который в свою очередь соединен с ЭВМ.

В процессе разливки средний щуп под кристаллизатором зафиксировал прогиб оболочки внутрь слитка на величину 6 мм. При этом крайние щупы зафиксировали прогиб на велнчину 2 мм. Пижерасположенные щупы

зафиксировали прогиб соответстЕ:нно 5 и 3,5 мм. Щупы, установленные на третьем уровне, зафиксировали прогибы соответственно 7 и 5,5 мм. Это означает, что прогиб узкой грани, зародившийся в кристаллизаторе .следствие, например, нарушения равномерности теплоотвода по периметру слитка или из-за его перекоса, продолжает прогрессировать в зоне вторичного охлаждения. Кроме того, при данной интенсивиости охлаждения ироисходит переохлаждение в поверхности узких граней. Усадочные явления, происходящие в поверхностных слоях, вызывают появление растягивающих усилий, которые приводят к ирогрессирующему прогибу граней внутрь слитка. В этом случае ЭВМ выдает команду на уменьшение расходов воды до 4,0 под кристаллизатором и до 2,3 м-/ /. в конце зоны охлаждения водой. При это.м происходит разогрев иоверхности слитка, усадочные явления в оболочке слитка уменьшаются. Под действием ферростатического давления оболочка слитка выпрямляется. С этими расходами воды продолжают процесс разливки дальше.

В процессе разливки шупы зафиксировали выпучивание узких граней под кристаллизатором 3 мм в середине и 2 мм по краям, на втором уровне соответственно 5,0 и 3,5 мм, на третьем уровне 7,0 и 5,5 мм. Это означает, что выпучивание узких граней, зародившееся в кристаллизаторе вследствие, например, нарушения равномерности теплоотвода по периметру слитка или из-за его перекоса, продолжает прогрессировать в зоне вторичного охлаждення. При данной ннтенсивности охлаждения пронсходит разогрев оболочки слитка за счет тепла жидкого металла, она теряет свои прочностные свойства и иод действием ферростатического давления выпучивается. В этом случае ЭВМ выдает команду на увеличение удельных расходов воды до 7,0 под кристаллизатором и до 2,7 в конце зоны охлаждения водой. При этом поверхностные слои узких граней захолаживаются, в них начинают действовать усадочные явления и возникшие растягивающие усилия заставляют оболочку слитка выпрямиться. С этими удельными расходами воды продолжали процесс разливки.

Указаииые соотношения для онределения места установки щупов объясняются закономерностями роста толщины оболочки слитка. Пзмеиение ирофиля оболочки слитка происходит не равномерно, а наиболее быстро под кристаллизатором и далее темп изменения ирофиля оболочки слитка со стороны узкой грани замедляется.

Охлаждение узких граией в зависимости от изменения их профиля и скорости вытягивания слитка позволяет оперативно в процессе разливки изменить интенсивность охлаждения, следствием чего является отсутствие трендшообразования в слитках и повышение стабильности процесса разливки за счет сиижения числа прорывов металла. Кроме того, контроль профиля узких граней является более надежным критерием изменения интенсивности вторичного охлаждения, чем температура поверхности слитка: поверхность слитка обычно покрыта окалиной, что значительно искажает показания пирометров.

Применение предлагаемого способа повышает качество слитков на 2-3%, снижает брак слитков по трещинам на 3-4%.

Экономический эффект в условиях Новолипецкого металлургического завода при производстве 4 млн. т слитков в год составит 80 тыс. руб.

Формула п 3 о б р е т е п и я

Способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, измерение температуры поверхности слитка и регулирование его охлаждения.

отличающийся тем, что, с целью улучшения качества слитков, в процессе разливки измеряют профиль узких граней слитка не менее, чем в трех точках по птприпе, непосредствепно под кристаллизатором на расстоянии от мениска металла в кристаллизаторе, равном

где и - скорость вытягивания слитка, В - половииа толщины слитка,

Л - коэффициент затвердевания,

и при наличии ирогиба более 1/6-1/8 толщины слитка иитеисивность охлаждения узких граней уменьшают в 1,2-1,4 раза по сравнению с рабочей интенсивностью, а при

выпучивании до 1/6-1/8 толщины слитка интенсивность охлаждения узких граней увеличивают в 1,2-1,4 раза.

Источники информации, принятые во йиимание при экспертизе

1. Патент ГДР Л 68061, кл. Slb 11/12, 1969.