Способ непрерывной разливкиМЕТАллОВ Советский патент 1981 года по МПК B22D11/00 

(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности -является способ непрерывной разливки металлов, включакшщй подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, сообщение кристаллизатору возвратнопоступательного движения л подачу на мениск метатла в кристаллизаторе смазки. При этом смазка представляет собой твердо-жидкую смесь из 1080 вес. % субмикроскопических, сферо идальной формы окислов Тi, SI или Zn, не претвриевакмцих фазовый превращений при температурах до 800 С и 20-90 вес. % жидкого компонента,, например рапсового масла, глисероля, полизтиленгликоля или силиконовых ма сел, в котором твердые частицы окислов находятся в виде суспе1|зии. Смаз ку подают на мениск металла в кристаллизаторе непрерывно в течение всего процесса непрерывной разливки l. Недостатки известного способа состоят в низком качестве поверхности непрерывнолитых слитков, прорывах металла под кристаллизатором и значительном усилии вытягивания . слитка из кристаллизатора. Это объясняется тем, что смазка распространяется вдоль поверхности слитка, от мениска на незначительную длину, составляющую 0,1-0,15 длины кристаллизатора. На остальной части крис- . таллизатора оболочка слитка контактирует непосредственно с рабочими станками без слоя смазки, что вызывает значительное повьппениё сил трения и усилия вытягивания. Вслед-j ствие этого образуются надрывы оболочки слитка и прорьты металла под кристаллизатором, что снижает производительность установок непрерывной разливки металлов. КроЙе того, при известном способе невозможно применение шлаков на менис ке металла в кристаллизаторе. Цель изобреления - повышение качества ;непрерывнолитьгх: слитков . и производительности установок непр рывной разливки металлов. Указанная цель достигается тем, что в нроцессе разливки, кроме подачи шлака на мениск металла в.крис таллизаторе, на поверхность корочки слитка, находящуюся в кристаллизаторе, равномерно по его периметру родают смазку различного состава на расстоянии от мениска металла, равном 0,5-1,5 толщины слитка в пря мо пропорциональной зависимости от скорости вытягивания, причем в течение .0,8-0,9 времени полного затвердевания отливаемого слитка смаз ку подают с металлическим наполнителем а в остальное время - с наполнителем в виде флюсующих материалов, при этом время подачи смазки с металлическим наполнителем устанавливают в обратно-пропорциональ ной зависимости от скорости вытягивания . Подавать смазку с металлическим наполнителем в течение периода, меньшего 0,8 времени полного затвердевания слитка, нет необходимости, так как в течение этого времени на поверхности рабочих стенок не . успевает накопиться значительного количества остатков сгорания органи ческой основы смазки или отложений минеральной основы. Подавать смазку с металлическим наполнителем в течение периода, большего 0,9 времегш полного затвер девания слитка, невозможно, посколь ку и течение этого времени на повер ности рабочих стенок накапливаются значительные количества остатков сг рания органической основы смазки или отложений минеральной основы. Подавать смазку на поверхность сгштка ближе к мениску, чем тол щины слитка, нет необходимости, так как в этой зоне роль смазки выполняет гарнисаж шлака. Подавать смазку на поверхность слитка дальше от мениска, чем 1,5 толщины слитка, невозможно вследствие того что в этой зоне гарнисаж шлака отсутствуе Качество непрерывнолитых слитков повьш1ается потому, что на поверхности слитков отсутствуют над4рывы и трещины вследствие снижения усилия вытягивания, а также постоянного контакта оболочки слитка с рабочими стенками кристаллизатора через слой смазки при одновременном присутствии шлака на мениске металла в кристаллизаторе. Производительность установок непрерывной разливки металлов повьшхается вследствие снижения числа прорывов металла под кристаллизатором. Пример. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор длиной 1200 мм сечением 250-1600 мм подают сталь Ст Эсп и вытягивают из него слиток со скоростью 0,8 м/мин. Рабочие стенки кристаллизатора выполнены из меди. Кристаллизатору сообщают в направлении технологической оси возвратно-поступательное движение, с частотой 60 цикл/мин и ходом 15 мм. На мениск металла В кристаллизаторе подают шлак, содержащий, %: графит 30; слюда 40; плавиковый шпат 15; криолит 15. Слой шлака на мениске предохраняет металл от окисления и потерь тепла, а также абсорбирует в себя всплывающие неметаллические включения. Кроме того шлак образует слой гарнисажа, предохраняющий оболочку слитка от контакта непосредственно со стенками кристаллизатора. Время полного затвердевания слитка толщиной 250 мм составляет 22 мин. Б рабочих стенках кристаллизатора равномерно по ширине и высоте выполнены поперечные сквозные отверстия, через которые подается в рабочую полость кристаллизатора смазка. Диаметр отверстий составляет 0,5 мм. Начало,расположения отверстий от мениски металла находится на расстоянии О,.5 толщины слитка или 125 мм. При скорости вытягивания 0,8 м/мин смазку подают на расстоянии толпрны слитка или 250 мм. С начала процесса разливки в течение 0,85 времени полного затвердевания или 19 мин через сквозные отверстия в стенках кристаллизатора подают смазку на основе органического или минерального масла, например рапсового масла. При этом в смазку добавляют твердый наполнитель, например Zn. Наполнитель добавляют- в смазку в виде порошка с величиной зерен не более 100 меш.

По истечений указанного времени достав смазки изменяют и в нее вместо твердого наполнителя добавляют флюсующие материалы, например соль хлора. Смазку этого состава подают s в течение 0,15 времени полного затвердевания или 3 мин. ilo истечении этого времени снова подают смазку прежнего состава.

В процессе разливки вся поверх- 10 ность слитка, находящаяся в кристаллизаторе, контактирует с рабочими стенками в верхней части через слой гарнисажа шлака на длине 250 мм а на остальной части - через слой 15 смазки. Из-за наличия в смазке твердого наполнителя в виде порошка снижается усилие вытягивания и трения с 8 до 3 т вследствие диффузионного внедрения в материал рабочих 20 стенок кристаллизатора твердых добавок , упрочняющих их поверхность. Вследствие снижения усилия вытягивания и трения устраняются надрывы

оболочки слитка, качество подерх- 25 ности слитков поэтому улучшается, сокращается число прорывов металла под кристаллизатором.

В процессе непрерывной разливки в течение 0,85 времени полного затвер-30 девания на поверхности рабочих стенок накапливаются твердые остатки сгорйния рапсового масла, которые препятствуют дальнейшей диффузии твердых добавок в стенки кристал- 35 лизатора. Кроме того, остатки сгорания, накапливаясь на поверхности рабочих стенок кристаллизатора, увеличивают силы трения и, вместе с

этим, усилие вытягивания.40

Поэтому по истечении времени

полного затвердевания слитка меняют добавки, заменяя твердый наполнитель на флюсующие добавки на период 0,15 того же времени. За это вре- 45 мя флюсующие добавки под влиянием высокой температуры от слитка очищают и подготовляют поверхность . стенок кристаллизатора для диффузионного насьпцения их расплавленным we 50 таллическим наполнителем. На длине 250 мм от мениска в кристаллизаторе функции смазки продолжает выполнять

гарнисаж jgnaKa.

При увеличении скорости вытягивания слитка до 1,2 м/мин время подачи смазки с металлическим наполнителем устанавливают в обратно пропорциональной зависимости от скорости вытягивания до 0,8 времени затведевания слитка или до 18 мин, а в тчение 0,2 того же времени или 4 мин подают смазку с флюсующими добавками. Это объясняется тем, что при увеличении скорости вытягивания увеличивается расход смазки и вмест с этим количество твердых остатков сгорания органической основы смазки. Подачу смазки с металлическим наполнителем при этом начинают подавать с расстояния 1 ,5 толщины слика или 375 мм мениска металла в кристаллизаторе.

При уменьшении скорости вытягивания слитка до 0,4 м/мин время подачи смазки -с металлическим наполнителем увеличивают до 0,9 времени полного затвердевания слитка или до 20 мин, а 0,1 того же времени или 2 мин подают смазку с флюсующими добавками. Указанная зависимость продолжительности подачи смазки различных составов от скорости вытягивания объясняется тем, что при уменьшении скорости вытягивания уменьшается расход смазки и вместе с количество остатков сгорания сурепного масла на стенках кристаллизатора. Смазку с металлическим наполнителем при этом начинают подавать с расстояния 0,5 толщины слитка или 125 мм от мениска металла в кристаллизаторе.

За основу определения продолжительности подачи смазки определенного состава берут время полного затвердевания слитка. Это объясця- , ется тем, что время полного затвердевания определяет периметр слитка и вместе с этим оптимальную рабочую скорость вытягивания слитка, а значит и расход смазки. Чем больше периметр слитка, тем меньше скорость его вытягивания.

Величину расстояния от мениска металла, на которое не подают смазку, устаиавлива от в прямо пропорциональной зависимости от скорости вытягивания. Это объясняется тем, что при увеличении скорости вытягивания увеличивается длина шлакового гарниг сажа и, наоборот, при снижении скорости вытягивания - уменьшается.

55

В качестве твердого наполнителя могут применяться металлы типа Аб, Сг, N1, Sn, Ti, Со и др. В качестве флюсующих материалов могут

78

применяться криолит, соли хлора, фтор, щелочноземельные металлы.

Смазку подают при давлении 1,0-10,0 кгс/cw и с расходом 0,2-1,0 кг/т стали.

В результате применения предлйгаемого способа непрерывной разливки повьшается выход годных слитков, за счет снижения 6paka по качеству поверхности и снижается количество обрезй, увеличивается производительность установки непрерывной разливки за счет снижения числа прорывов металла под кристаллизатором.

Формула изобретения

Способ непрерывной разливки мёталЛов, включающий подачу металла и кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, сообщение кристаллизатору возвратнопоступательного движения, подачу шлака и смазки, отличаю8

щ и и с я тем, что, с целью улучшения качества непрерывнолитых слитков и увеличения производительности установок непрерывной разливки, на поверхность корочки слитка, находящуюся в кристаллизаторе, равномерно по его периметру подают смазку различного состава на расстоянии от мениска металла, равном 0,5-1,5 толщины слитка в прямо пропорциональной зависимости от скорости вытягивания, причем в течение 0,8-0,9 времени полного затвердевания отливаемого слитка смазку подают с металлическим, наполнителем, а в остальное время - с наполнителем в виде флюсующих материалов, при этом время подачи смазки с металлическим наполнителем устанавливают в обратно . пропорциональной зависимости от скорости вытягивания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3411564, кл. 164-73, 1968.