Способ непрерывного литья заготовок

 

Изобретение относится к способам получения непрерывнолитых заготовок из легированных сталей и сплавов и может бытьиспользовано в сталеплавильных цехах металлургических заводов. Цель изобретения - повышение качества заготовок путем уменьшения карбидной неоднородности. Способ включает подачу струи металла из промежуточной емкости в кристаллизатор через-полый теплосъемник, частичное разделение струИ металла на капли и их кристаллизацию на стенках Т1епяосъемника, подачу закристаллизовавшихся частиц металла в осевую зону кристаллизатора, формирование заготовки и ее вытягивание из кристаллизатора, при этом соотношение между ма,ссами закристаллизовавшихся частиц и жидкого металла устанавливают равным 0,05-0,30, а перед подачей в кристаллизатор их смешивают. 2 ил., 1 табл.Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 0 11/10

l OCY PCTBEI+hlA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4779505/02 (22) 04,12,89 (46) 30,01.92. Бюл. М 4 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов (72) В.А;Колесников, Т.В.Курашова, В.А.Лвэоркин и Ю.Н.Скорняков (53) 621.746.047(088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР

l4 1079347, кл. В 22 0 11/10, 1983. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ 3АГОТОВОК (57) Изобретение относится к способам получения непрерывнолитых заготовок из легированных сталей.и сплавов и может быть

Изобретение относится к получению непрерывнолитых заготовок из легированных сталей и сплавов на установках вертикального и горизонтального типа и может быть использовано в сталеплавильных цехах металлургических заводов..

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому эффекту является способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу струи металла из промежуточной емкости в кристаллизатор через полый токосъемник. частичное разделение струи металла на капли и их кристаллизацию на стенках теплосъемника. подачу закристаллиэовавшихся частиц металла в осевую зону, кристаллизатора, формирование заготовки и ее вытягивание из кристаллизатора.

„„Я „„1708503 А1 использовано в сталеплавильных цехах металлургических заводов. Цель изобретения — повышение качества заготовок путем уменьшенйя -карбидной неоднородности.

Способ включает подачу струи металла из промежуточной емкости в кристаллизатор через..полый теплосъемник, частичное разделение струи металла на капли и их кристаллизацию на стенках теплосъемника, подачу закристаллизовавшихся частиц металла в осевую зону кристаллизатора, формирование заготовки и ее вытягивание из кристаллиэатора, при этом соотношение между массами закристаллизовавшихся частиц и жидкого металла устанавливают равным 0.05 — 0,30, а перед подачей в кристаллизатор их смешивают. 2 ил., 1 табл.

° В аВ

Недостатком известного способа является невысокое качество заготовок, что обусловлено карбидной неоднородностью металла заготовок.

Ю

Цель изобретения — повышение качест- О ва заготовок путем уменьшения карбидной, („,) неоднородности. 6д

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе непрерывного литья заготовок, включающем подачу струи метал° ъ лв из промежуточной емкости в кристаллизатор через полый теплосъемник, частичное разделение. струи металла ха капли и их кристаллизацию на стенках теплосьемника, подачу закристаллизовавшихся частиц металла в осевую зону кристаллизатора, формирование заготовки и ее вытягивание из кристаллизатора, новым является то, что со1708503

15

25 (фиг,2) 30

40

55 отношение между массами закристаллиэовавшихся частиц и жидкого металла устанавливают равным 0,05 — 0,30, при этом перед подачей s кристаллизатор производят их смешивание.

На фиг.1 изображена схема получения непрерывнолитой заготовки, Через вкладыш 1 выплавленный металл

2 из промежуточной емкости через полый теплосъемник попадает в кристаллизатор. С помощьЮ распыляющего диска 4 часть струи жидкого металла распыляется на капли, которые после кристаллизации на стенках теплосъемника попадают в осевую зону кристаллизатора вместе с нераспыленным жидким металлом струи и формируются в нем в слиток 7. Соотношение между массами закристаллизовавшихся частиц и жидкого металла устанавливают. равным

0,05-0ДО, а перед подачей в кристаллизатор их смешивают.

В начальный период весь металл в жидком состоянии попадает в кристаллиэатор.

После образования на затравке и у стенок кристаллизатора, примыкающих к затравке, корочки закристаллизовавшегося металла по мере поступления металла образуется жидкая ванна, являющаяся вакуумным уплотнением нижней части кристаллиэатора

После установления. квазистатического равновесия между объемом жидкой ванны и скоростью кристаллизации слитка через буферный баллон вся система подключается к вакуумному насосу. По достижении внутри разливочного устройства вакуума 2 10 -5 10 мм рт.ст, 0,05-0,30 струи жидкого металла с помощью рассеивающего диска начинают распылять до образования капель диаметром до 2 мм, которые, попадая на стенки теплосъемника, закристаллиэовываются, скатываются и смешиваются с жидкой частью струи металла, равномерно распределяясь по всему ее объему; чему способствует турбулентный характер движения струи горячего металла.

Закристаллизовавшиеся капли в жидком металле создают дополнительные центры кристаллизации, что приводит к выравниванию градиента температур по сечению слитка. Поэтому кристаллизация слитка в кристаллизаторе начинает проис.ходить равномерно по всему его объему.

Это уменьшает карбидную неоднородность и устраняет вероятность ликвидации вредных примесей к центру слитка и образование в этой области усадочной пористости.

Варьируя скоростью вращения диска и степенью "перекрытия" им струи металла можно изменять соотношение массы распыленного металла к общей массе металла.

Это соотношение. зависит от температуры разливаемого металла, его химического состава и требуемой скорости кристаллизации слитка в кристаллизаторе и находится в пределах 0,05-0,30.

При соотношении между массами закристаллизовавшихся частиц и жидкого металла менее 0,05 не удается выравнять градиент температур по сечению слитка и кристаллизация слитка происходит недостаточно равномерно.

При соотношении между массами эакристаллизовавшихся частиц и жидкого металла больше 0,30 не удается добиться равномерного смешивания эакристаллизовавшихся части и жидкого металла из-за повышенной вязкости смеси, а также качественного заполнения кристаллизатора, Пример. Выплавку стали Р6М5 осуществляли в 700 кг электропечах. После выплавки жидкую сталь сливали в промежуточный ковш и производили в нем вакуумное рафинирование стали. Из ковша металл выливали в разливочное устройство машины непрерывного литья. из которого через теплосъемник в кристаллизатор, в котором была установлена затравка, Через 10 с после начала разливки в поток жидкого металла вводили вращающийся распыляющий диск и начинали. распылять

0,1 часть всего подаваемого в разливочное устройство жидкого металла, После заполнения кристаллизатора жидким металлом включали тянущее устройство. Из кристаллизаторэ вытягивали заготовку диаметром

160 мм, Скорость вытягивания заготовки составила 10 мм/с. Далее литые заготовки проковали на прессе усилием 5 МН на прутки диаметром 45 мм, Из полученных прутков вырезали темплеты для оценки макро- и микроструктуры, Оценка качества металла проводилась по ГОСТ 19265-73..

Испытания предлагаемого способа провели с граничными значениями заявленного параметра (0,05 и 0,30 — опыты 3 и 5), с запредельными значениями (0,03, 0,04. 0,31.

0,4 — опыты 1.2.6.7), а также испытания по прототипу (опыт 8), Результаты испытаний представлены в таблице.

Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что наилучшие показатели балла карбидной неоднородности достигаются при предлагаемйх соотношениях между массами ээкристаллизовавшихся частиц и жидкого металла и находящихся в праде лах 0,05-0,30.

1Y08503 подачу эакристаллизовавшихся частиц металла в осевую зону кристаллиэатора, формирование заготовки и ее вытягивание из кристаллизатора, отличающийся тем„ что, с целью повышения качества заготовок путем уменьшения карбидной неоднородности, соотношение между массами закристаллиэовавшихся частиц и жидкого металла устанавливают равным 0,05-0,30, при этом перед подачей в кристаллизатор производят их смешивание, Отношение массы .. Кафбидная распыленного метал- неоднородность, ла к массе всего раэ- . балл ливаемого металла

Примечание

Опыт

0,03

0,04

0,05

° 1

0,20

0,30

0,31

8

Известный

0,40

Предлагаемый способ обеспечивает по сравнению с прототипом сНижение балла карбидной неоднородности на 1 балл, что улучшает микро- и макроструктуру металла..

Формула изобретения 5

Способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу струи металла иэ промежуточной емкости в кристаллиэатор через полый теплосъемник, частичное разделение струи металла на капли и их 10 кристаллизацию на стенках теплосъемника, Слиток имеет поры в осевой зоне

Незначительные поры в осевой зоне слитка

Оптимальное соотноше-. ние . Слиток сплошной по .всему сечению

Незначительные поры, несплош ности

Слиток имеет по всему объему поры, несплошности

1708503

Фиг. I

Фиг.Г

Составитель В. Колесников

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О. Кундрик

Редактор Н. Шитев

Заказ 386 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.(агарина, 101