Способ непрерывного литья слитков прямоугольного сечения и устройство для его осуществления

 

1. Способ непрерывного литья слитков прямоугольного сечения, включающий подачу металла Из.металлоприемника в кристаллизатор,.состыкован- ,ные между собой через пластину из огнеупорного материала, и вытягивание слитка, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества слитков и повьшения стабильности процесса непрерывного литья, пластине сообщают возвратно-поступательное перемещение в направлении, перпендикулярном движению слитка, с частотой 10-60 циклов в мин и шагом, равным 0,005-0,1 ширины наибольшей грани слитка. а в Фаг.1

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sg 4 В 22 Р II/00 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСГ""

13, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3674007/22-02 (22) 26.12.83 (46) 07.06.87. Бюл. II! 21 (71) Центральный научно-исследова,тельский институт черной металлургии им. И. П. Бардина (72) В. И, Лебедев, Д. П. Евтеев, В, И. Уманец и В. П. Симонов (53) 621.746.047.621.746.27(088,8) (56) Патент США Ф 3587718, кл. 164-281, 1971.

Патент ФРГ II! 2100423, кл. 31 В 211/10, )972. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ СЛИТКОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ И УСТРОЙ-.

СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

„„SU 1315114 А 1 (57) 1. Способ непрерывного литья слитков прямоугольного сечения, включающий подачу металла из.металлоприемника в кристаллизатор,.состыкован,ные между собой через пластину из огнеупорного материала, и вытягивание слитка, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества слитков и повышения стабильности процесса непрерывного литья, пластине сообщают возвратно-поступательное перемещение в направлении, перпендикулярном движению слитка, с частотой

10-60 циклов в мин и шагом, равным

0 005-0 1 ширины наибольшей грани слитка.

1315114

2. Устройство для непрерывного литья слитков прямоугольного сечения, содержащее кристаллизатор, состоящий из рабочих стенок, образующих рабочую полость, и металлоприемник, состыкованный с кристаллизатором посредством пластины из огнеупорного материала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества слитков и повышения стабильности процесса непрерывного литья, пластина выполнена из частей, каждая иэ которых установлена на торце рабочей

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке слитков прямоугольного поперечного сечения.

Известен способ непрерывного ли- 5 тьк слитков, заключающийся в подаче металла иэ металлоприемника в кристаллизатор и вытягивании слитка из последнего. Устройство для реализа1О ции предлагаемого способа содержит металлоприемник и кристаллизатор, при этом кристаллизатор состыкован с корпусом металлоемкости. Между огнеупорным стаканом металлоемкости и кристаллиэатором устанавливается неподвижная теплоизоляционная уплотняющая пластина. Место стыка огнеупорного стакана и кристаллиэатора подогревается. Поперечное сечение канала огнеупорного стакана значительно меньше сечения полости кристаллизатора (1)

Недостатками данного способа и устройства являются низкое качество непрерывнолитых слитков, небольшой срок службы места стыка огнеупорного стакана с кристаллизатором, а также низкая стабильность процесса разливки. Это объясняется различием в значениях коэффициентов литейного расширения материала огнеупорного стакана, уплотняющей вставки или пластины, а также рабочих стенок кристаллизатора, выполняющихся обычно из меди или бронзы. Лри этом в

35 месте стыка этих элементов в процессе непрерывной разливки образуются стенки кристаллизатора и снабжена приводом.

3. Устройство по и. 2, .о т л и ч а ю щ е е с я -ем, что концы частей каждой пластины контактируют

0 друг с другом и скошены под углом 45 при этом торцы пластин расположены в рабочей полости кристаллизатора на

0,01-0,08 ширины этой полости и выполнены в виде периодически повторяющихся зубцов с высотой 0,04-0,1 ширины рабочей полости кристаллизатора. и шагом 0,005-0,1 длины рабочей полости кристаллизатора. зазоры, куда затекает яждкий металл.

Кроме того, выполнение площади рабо- . чего сечения кристаллизатора больше площади сечения канала огнеупорного стакана приводит к непрогнозируемому местному процессу кристаллизации металла на внутреннем торце кристаллизатора. В результате на поверхности слитка образуются надрывы, пояса, ужимины, приводящие к браку слитка и прорывам металла, что нарушает стабильность процесса непрерывной разливки и снижает его производительность

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ непрерывного литья слитков прямоугольного сечения и устройство для его осуществления. Способ включает подачу металла из металлоприемника в кристаллизатор и вытягивание слитка.

Устройство содержит кристаллизатор, состоящий из рабочих стенок, образующих рабочую полость, и состыкованный с ним металлоприемник через пластину из огнеупорного материала, расположенную на торце кристаллизатора по его периметру, Лоперечное сечение отверстия в огнеупорной пластике и рабочей полости крнсталлиэатора равны между собой, а внутренний размер отверстия в пластине меньше внутреннего размера рабочей полости кристаллизатора I2) .

Недостатками известного способа и устройства являются низкое качест1315114 во непрерывнолитых слитков, небольшой срок службы места стыка огнеупор.ного стакана и кристаллизатора, а также низкая стабильность процесса непрерывной разливки. Это объясняется различными значениями коэффициентов линейного расширения материалов огнеупорного стакана, теплоизолирующей пластины и рабочих стенок кристаллизатора. В результате нагрева в 10 процессе непрерывной разливки в местах стыка указанных элементов образуются щели. Кроме того, выступающая часть теплоизолирующей пластины в рабочую полость кристаллизатора вызывает непрогнозируемое место надрыва оболочки слитка, которая успела закристаллизоваться в канале огнеупорного стакана. В результате этого на поверхности слитка образуются 20 разрывы, пояса, заливины и т.д., что приводит к браку слитков и прорывам .металла на выходе из кристаллизатора.

Процесс удаления ранее закристаллизовавшейся оболочки слитка на вход- 25 ном торце кристаллизатора можно достигнуть посредством выполнения внут-. ренней поверхности. отверстия в пластине рифленой в виде периодически повторяющихся зубцов. При этом необходимо пластине сообщать разноориентированное возвратно-поступательное перемещение относительно поверхности слитка по определенной закономерности. 35 талла.

Диапазон величины шага возвратнопоступательного перемещения пластины в пределах 0,005-0,1 ширины наибольшей грани слитка объясняется интенсивностью и скоростью роста корочки металла на торце кристаллизатора.

Диапазон захода или свисание торца частей пластины в рабочую полость кристаллизатора в пределах 0,01-0,08

11ель изобретения — улучшение качества слитков и повьппение стабильности процесса непрерывного литья.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу непрерывного литья слитков прямоугольного сечения, включающему подачу металла из металлоприемника в кристаллизатор, состыкованные между собой через пластину из огнеупорного материала и вытягивание слитка, пластине сообщают возвратно-поступательное перемещение в направлении, перпендикулярном движению слитка с частотой 10-60 циклов в 1 мин и шагом, равным 0,005-0,1 ширины наибольшей грани слитка.

В устройстве для непрерывного литья слитков прямоугольного сечения, содержащем кристаллизатор, состоящий

55 из рабочих стенок, образующих рабочую полость, и металлоприемник, состыкованный с кристаллизатором посредством пластины из огнеупорного материала пластина выполнена из частей, каждая из которых установлена на тбрце рабочей стенки кристаллизатора и снабжена приводом.

Концы частей каждой пластины контактируют друг с другом и скошены под углом 45, при этом торцы пласо тин расположены в рабочей полости кристаллизатора на 0,01-0,08 ширины этой полости и выполнены в виде периодически повторяющихся зубцов с высотой 0,04-0,1 ширины рабочей полости кристаПлизатора и шагом 0,0050,1 щтины рабочей полости кристаллизатора.

Возвратно-поступательное перемещение пластины объясняется необходимостью удаления с торца кристаллизатора закристаллизовавшейся корочки.

В противном случае. происходили бы систематические надрывы оболочки слитка, сформировавшейся ранее на стенках мЕталлоемкости и торце кристаллизатора, что вызывало бы брак слитков по качеству поверхностной зоны и прорывы металла на выходе слитка из кристаллизатора.

Диапазон частоты возвратно-поступательного перемещения пластины в пределах 10-60 циклов в 1 мин объясняется интенсивностью и скоро, стью намерзания металла на торце кристаллизатора. При меньших значе ниях будет значительной величина толщины закристаллизовавшегося слоя

:металла, на торце кристаллизатора, что затрудняет его удаление и приводит к быстрому выходу из строя материала огнеупорных пластин. При больших значениях также происходит интенсивный износ огнеупорных пластин и вследствие большой частоты их перемещения приводит к выходу из строя всего устройства для непрерывной разливки. Указанный диапазон устанавливают в обратно пропорциональной зависимости от скорости вытягивания слитка и весового расхода ме1315114 ширины той же рабочей полости объясняется необходимостью гарантированного удаления корочки слитка с торца кристаллизатора. При больших значе-. ниях высота зубцов значительна, что уменьшает их прочность и стойкость.

При меньших значениях не происходит надежное удаление закристаллизовавшейся корочки с торца кристаллиэатора. Указанный диапазон устанавливают в прямо пропорциональной зависимости от ширины рабочей полости кристаллизатора.

Диапазон высоты зубцов н пределах

0,04-0,1 ширины рабочей полости криЛ сталлизатора объясняется необходимостью надежного удаления закристаллизовавшейся корочки на торце кристаллизатора. При меньших значениях не происходит надежного удаления корочки слитка с торца кристаллизатора, При больших значениях прочность зубцов недостаточна, что вызывает выход из строя устройства. Указанный диапазон устанавливается в прямо пропорциональной зависимости от наименьшей ширины рабочей полости кристаллизатора.

Диапазон величин шага зубцов в пределах 0,005-0,1 длины рабочей полости кристаллизатора объясняется интенсивностью и скоростью роста корочки металла на торце кристалливатора.

При больших значениях появляется необходимость относительно большой длины перемещения огнеупорных пластин, что вызывает их интенсивный износ и выход из строя. При меньших значениях габариты зубцов незначительны, что осложняет процесс срезания корочки металла с торца кристаллизатора и уменьшает их стойкость.

Указанный диапазон устанавливают н обратно пропорциональной зависимости длины грани слитка.

Скос краев огнеупорных пластин о под углом 45 объясняется необходимостью осуществления относительного перемещения частей пластины беэ образования зазора между ними.

На фиг, 1 показано устройство для непрерывной разливки слитков прямоугольного сечения, продольный разрез; .на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 (при одном относительном положении огнеупорных пластин); на Лиг. 3 — то же, (при другом относительном положении огнеупорных пластин).

Торцы частей 7-10 пластины с зубцами 11 заходят или свисают с торцов

2 н рабочую полость 6 кристаллизатора 3 на величину 0,01 ширины рабочей полости 6 или 2 мм. Высота зубцов ll составляет 0,04 ширины рабочей полости 6 или 8 мм. Шаг зубцов 11 сосУстройство для непрерывной разливки слитков прямоугольного сечения состоит из корпуса металлоемкости 1, состыкованного с торцом 2 кристалли5 затора 3, состоящего из широких 4 и узких 5 рабочих стенок, образуюших рабочую полость 6, через части 7-10 огнеупорной пластины, имеющей на торцах зубцы 11 с выступами 12 и впади нами 13. Части огнеупорной пластины снабжены рычагами 14-17. Корпус металлоемкости 1 образуют направляющие.

18. Обозначено также жидкий металл

19, слиток 20, оболочка 21 слитка, Способ непрерывной разливки слит-. ков прямоугольного сечения осуществляют следующим образом.

Пример. В процессе непрерывной разливки н футерованную огнеупорами металлоемкость 1 подают сталь 19 марки Зсп. К корпусу металлоемкости 1 пристыкован кристаллизатор 3 с торцом 2, состоящий иэ широких 4 и узких 5 рабочих стенок, об25 раэующих рабочую полость 6. Между металлоемкостью 1 и торцом 2 кристаллиэатора 3 установлена плоская огнеупорная пластина, состоящая из частей 7-10 из диборида циркония.

На торцах частей 7-10 пластины выполнены зубцы ll с выступами 12 и впадинами 13. Части 7-10 огнеупорной пластины снабжены рычагами 1417 для возвратно-поступательного пе35 ремещения в направляющих 18.под действием приводов (не показаны).

В процессе непрерывной разливки жидкий металл 19 иэ металлоемкости

1 подают в рабочую полость 6 крис таллизатора 3, из которого вытягивают слиток 20 сечением 200х500 мм со скоростью 0,8 м/мин, Весовой расход металла составляет 0,6 т/мин.

В процессе непрерывной разливки

45 частям 7-10 пластины сообщают возвратно-поступательное разноориенти т рованное относительно противоположных граней слитка 20 перемещение с частотой 60 циклон в 1 мин с шагом

0,1 ширины наибольшей грани слитка

2.0 или 50 мм.

13151 тавляет 0,1 длины рабочей полости 6 или 50 мм. Края частей,7-10 пластины скошены под углом 45 и контактируют без зазора друг с другом.

При такой организации процесса непрерывной разливки происходит подрезка и удаление закристаллизовавшейся корочки, металла в эазоре или впадинах 13 между выступами 12 зубцов 11. При этом нарушается связь и целостность металла между корочкой на торце 2 кристаллизатора 3 и оболочкой 21 непрерывного слитка 20, формирующейся в рабочей полости 6 на поверхности рабочих стенок 4 и 5 кристаллизатора 3. Вследствие этого начало кристаллизации и формирование оболочки 21 всегда и гарантированно происходит только в рабочей полости

6 кристаллизатора 3. При этом процесс 20

1 кристаллизации корочки, происходящей на торце 2 кристаллизатора 3, а также на внешних поверхностях частей 710 пластины никак не сказывается на процессе начала формирования и кристаллизации оболочки 21 в рабочей

14 8 полости 6 кристаллизатора 3. Срезанные частички корочки закристаллизовавшегося металла расплавляются в объеме жидкого металла 19.

Вследствие выполнения краев частей 7-10 пластины скошенными под уго лом 45 в процессе их относительного друг к другу перемещения не происходит образования щели и раскрытия стыка между ними, что устраняет затекание металла между ними.

Благодаря этому на поверхности слитка не образуются надрывы, заливины, дояса, что снижает брак слитков по качеству поверхностной зоны, а также устраняются прорывы металла, что.повышает стабильность процесса непрерывной разливки.

Применение изобретения позволяет снизить брак слитков по качеству поверхностной зоны на О,HX и уменьшить количество обрези на 0,6Х.

Предлагаемые способ и устройство предпочтительны для применения на установках непрерывной разливки вертикального и горизонтального типов.

1315114

Составитель R. Битков

Техред И.Поповн Корректор !!. !!!вороши

Редактор А. Сабо

Заказ 2238/8

Тираж 740 Подпи .ное

ВНИИПИ Государственног<. комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж-35,, Раулская н;.б.. .д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород ул. Проектная, 4