Способ непрерывной и полунепрерывной разливки металлов Советский патент 1986 года по МПК B22D11/00 

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при непрерывной и полуне прерывной разливке металлов в крупные слитка для кузнечного и прокатного производства, а также в расходуемые электроды для электрошлаково го переплава. Известен способ непрерывной и по лунепрерывной разливки металлов, .уменьшающий глубину жидкой фазы и, следовательно, глубину усадочной ра ковины. Этот способ включает введение затравки в кристаллизатор, заливку в него жидкого металла, много кратное введение в процессе разливки охлаждаемой пробки в контакт с верхней частью слитка и вытягивание слитка. Однако при таком способе разливки при отводе охлазадаемой про-бки от охлажденного ею и затвердевшего поперечного слоя последний окисляется кислородом воздуха прежде, чем он будет залит жидким металлом. Это. приводит к образованию в слитке пор и поперечной слоистости.; Таким образом, указанный способ разливки, уменьшая недостатки, связанные с усадочной раковиной, ухудшает качество слитков за счет образования в них пор и поперечной слои тости. Известен способ непрерьшной и полунепрерывной разливки металлов, В котором слиток формируется пзтем периодического намораживания слоев, полностью перекрывающих поперечное сечение слитка и непосредственно контактирующих с охлаждающей поверх ностью. Однако этот способ не позво ляет получить качественный слиток. Известен также способ непрерывно разливки металлов, включающий введение затравки в наружный кристалли затор, заливку в него жидкого метал ла, охлаждение наружным кристаллиза тором вертикальных наружных слоев ,,слитка и внутренним кристаллизаторо поперечных слоев его и вытягивание слитка. При этом способе разливки улучше ние качества слитков и увеличение выхода годного получают за счет охлаждения внутренним кристаллизаторо поперечных слоев слитка. Однако корка слитка, дно его и поперечные слои слитка, охлажденные 22 внутренним кристаллизатором, не образуют сплошной зоны затвердевания. Это вызвано тем, что металл, охлажденный внутренним кристаллизатором, прилипает к его охлаждающей поверхности, образуя трудно удаляющуюся самопроизвольно корку, которая значительно уменьшает тепловой поток от жидкого металла к внутреннему кристаллизатору, что затрудняет охлаждение внутренних слоев жидкого металла в слитке и на дает сзтцественного уменьшения глубины жидкой фазы и, следовательно, глубины усадочной раковины. Другой причиной этбго является также установка затравки перед разливкой на произвольной расстоянии от охлаждающей поверхности внутреннего кристаллизатора и неопределенная скорость вытягивания слитка, не учитывающая параметры жидкого металла и процесса его охлаждения . Цель изобретения - улучшение качества слитков и увеличение выхода годного. Достигается поставленная цель за счет того, что вытягивание слитка осуществляют со скоростью V, определяемой по соотношению v (0,8-1,0).:), .где q - тепловой поток от жидкого металла к охлаждающей поверхности внутреннего кристаллизатора, ккал/м мин{ с - удельная теплоемкость жидкого металла,ккал/кг-град-{ J - плотность жидкого металла, м Тр - температура разливаемого металла, град} Тр - температура затвердевания, при этом внутреннему кристаллизатору сообщают движение в плоскости, перпендикулярной продольной оси слитка. На чертеже представлена схема реализации предложенного способа. Способ осуществляют следующим образом. В наружный кристаллизатор 1 вводят затравку 2 и устанавливают ее относительно внутреннего кристаллизатора 3 с зазором, обеспечивающим затвердевание подводимого в него металла. Заливают жидкий металл в наружный кристаллизатор до заданного уровня. Слиток вытягивают со скоростью, обеспечивающей образование сплошной зоны затвердевания металла под охлаждающей поверхностью внутреннего кристаллизатора. Нижний предел скорости вытягивания ограничивается требуемой производительность процесса и необходимостью разливки из сталеразливочного ковша определенной емкости за определенное время.

В процессе разливки внутреннему кристаллизатору сообщают движение в плоскости, перпендикулярной продольной оси слитка. Это движение может быть плоско-параллельным, возвратнопоступательным или вращательньм. Благодаря этому движению устраняется прилипание затвердевшего металла к охлаждающей поверхности внутреннего кристаллизатора, что улучшает проникновение жидкого металла под охлаждающую поверхность внутреннего кристаллизатора и способствует боле интенсивному его охлаждению за счет перемешивания.

Ниже приведен пример конкретного осуществления способа разливки.

Отливаем способом полунепрерывной разливки слиток длиной Н 10 м квадратного поперечного сечения со стороной dfl 80 см.

Материал слитка - сталь 10.

Температура разливаемого металла Тр .

Температура затвердевания металла TO .

Плотность жидкой стали у - 7000 кг/м.

Удельная теплоемкость с 0,2 ккал/кг-град.

Тепловой поток q 2-10 ккал/м ч 3,33-10 ккал/м-мин.

Коэффициент затвердевания К 3 см/мин 0,5.

Время между началом заливки жидкого металла в кристаллизатор и началом вытягивания слитка 3 мин.

В соответствии с этими данньыи затравку перед разливкой устанавливают с зазором относительно охлаждающей поверхности внутреннего кристаллизатора, не превышающим:

hi К 5,2 см. Слиток вытягивают со скоростью, не превьппающей значения

V (0,8-1,0)

с-у-(Тр-Т„) 3,33-10

0,2.7000-(1620-1510) 0,173-0,216 м/мин. .

Применение предлагаемого способа разливки позволит существенно улучшить качество слитков, значительно увеличить выход годного и обеспечит большую однородность структуры металла по поперечному сечению.

Кроме того, применение предлагаемого способа разливки позволит уменьшить высоту установок непрерывной разливки за счет упрощения конструкции и сокращения зоны вторичного охлаждения, а также исключить прорывы корки слитка, т.е. обеспечит безаварийную работу уста-, новок разливки металлов.

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ И ПОЛУНЕПРЕРЬШНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ, включающий введение затравки в наружный кристаллизатор с зазором относительно донной поверхности внутреннего кристаллизатора, заливку металла и непрерьгоное вытягивание слитка, отличающийся тем, что. с целью улучшения качества слитков и повьш1ения выхода годного, вытягивания слитка осуществляют со скоростью V, определяемой по соотношению ) V