Способ получения тонкой полосы

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к получению тонкой полосы на машинах непрерывного литья с двумя валками-цилиндрами. Валки устанавливают с зазором один относительно другого. В полость, образованную цилиндрами, подают жидкую сталь. Уровень стали поддерживают выше створа между цилиндрами. Цилиндры вращают навстречу друг другу с окружной скоростью, определяемой по формуле V = kD/_з, где V - окружная скорость цилиндров, мм/мин; К - коэффициент пропорциональности, равный 0,35-0,85; D - диаметр цилиндра, мм. Толщину формируемой на цилиндрах заготовки задают из соотношения _з = k_зh^1,4-2,0₀, где _з - время затвердевания заготовки, мин; k_з - коэффициент затвердевания, равный 0,0012; h₀ - толщина заготовки, мм. Расчет процесса по указанным зависимостям обеспечивает расположение точки схождения затвердевших корочек заготовки на оптимальном уровне над створом цилиндров. Это расположение предотвращает прорыв металла ниже цилиндров, а также нежелательное уширение заготовки при ее последующем обжатии цилиндрами. Обеспечивается повышение надежности процесса и качества полосы.

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее, к способам получения тонкой полосы на МНЛЗ с двумя валками-цилиндрами.

Известен способ получения тонкой полосы, включающий подачу жидкого металла в литейную полость, образованную двумя водоохлаждаемыми цилиндрами, установленными между собой с зазором, и боковыми ограничительными пластинами, поддержание уровня металла выше створа между цилиндрами, вращение цилиндров навстречу друг другу и формирование в литейной полости заготовки с заданной толщиной, в котором толщину формирующейся заготовки задают равной зазору между цилиндрами - 2-4 мм, а цилиндры диаметром 1500 мм вращают с окружной скоростью 30-90 м/мин. В способе точка, где сходятся вместе корочки заготовки, находится на уровне створа цилиндров (Новости черной металлургии России и зарубежных стран, 1998, 1, стр. 40).

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает стабильности процесса литья из-за возможности "выпучивания" корочек заготовки под действием ферростатического давления металла и последующего "прорыва" металла ниже цилиндров, обусловленных положением точки, где сходятся твердые корочки заготовки, на уровне створа цилиндров.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является принятый за прототип реализуемый в устройстве способ получения тонкой полосы, включающий подачу жидкого металла в литейную полость, образованную двумя водоохлаждаемыми цилиндрами, установленными между собой с зазором, и боковыми ограничительными пластинами, поддержание уровня металла выше створа между цилиндрами, вращение цилиндров навстречу друг другу, формирование в литейной полости заготовки с заданной толщиной и ее последующее обжатие цилиндрами, в котором толщину формирующейся в литейной полости заготовки задают большей зазора между цилиндрами, а ширину заготовки увеличивают в направлении вытягивания под углом 1-3^o, с изменением положения кромок ее корочек от первоначального, составляющего угол с поверхностями цилиндров, равный 135^o, до окончательного, равного 90^o. При таких параметрах литья точка, где сходятся вместе корочки заготовки, должна для исключения разрушения ограничительных пластин уширяющейся при прокатке в цилиндрах заготовкой находиться выше створа цилиндров на 5-15 мм (патент СССР 1782189, B 22 D 11/06, 13.09.89).

Недостатками прототипа являются низкие надежность процесса литья и качество производимой с его помощью полосы. Первое обстоятельство связано с возможностью "прорыва" металла ниже цилиндров из-за недостаточного превышения положения точки, где сходятся корочки заготовки, над створом цилиндров. Второе обстоятельство связано с тем, что в прототипе деформируют кромки корочек заготовки, что определяет образование "утяжин" и "заливин" на ее поверхности.

Положение точки, где сходятся корочки заготовки, является одним из важнейших параметров литья на двухцилиндровых МНЛЗ. С одной стороны, эту точку необходимо располагать возможно выше над створом цилиндров для предотвращения "прорыва" металла, а, с другой стороны, такое превышение не должно быть чрезмерным, чтобы не получало развитие "уширение" заготовки при ее прокатке в цилиндрах. Возможность регулирования положения точки, где сходятся корочки заготовки, при изменении диаметра цилиндра и высоты ванны металла обеспечивается изменением скорости вращения цилиндров.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности процесса литья и качества полосы.

Результат достигают тем, что в известном способе получения тонкой полосы, включающем подачу жидкого металла в литейную полость, образованную двумя водоохлаждаемыми цилиндрами, установленными между собой с зазором, и боковыми ограничительными пластинами, поддержание уровня металла выше створа между цилиндрами, вращение цилиндров навстречу друг другу, формирование в литейной полости заготовки с заданной толщиной и ее последующее обжатие цилиндрами, в изобретении толщину формирующейся заготовки задают равной 1,25-2,00 зазора между цилиндрами, причем время ее затвердевания определяют из соотношения _з = k_зh^1,4-2,0_o, где _з - время затвердевания, мин; k_з - коэффициент затвердевания, равный 0,0012; h_о - толщина заготовки, мм, а цилиндры вращают с окружной скоростью, определяемой зависимостью V = kD/_з, где V - окружная скорость цилиндров, мм/мин; k - коэффициент пропорциональности, равный 0,35-0,85; D - диаметр цилиндра, мм.

Заявленная совокупность признаков, а именно: задаваемая толщина заготовки, определение времени затвердевания заготовки в зависимости от ее толщины и величина окружной скорости вращения цилиндров в зависимости от их диаметра и времени затвердевания заготовки обеспечивает устойчивый процесс литья и высокое качество полосы за счет расположения точки, где сходятся корочки заготовки, на уровне, исключающем как "прорывы" металла ниже цилиндров, так и развитие уширения заготовки при ее прокатке в цилиндрах.

Способ осуществляют следующим образом.

На МНЛЗ с водоохлаждаемыми цилиндрами и боковыми ограничительными пластинами получают полосу из коррозионностойкой стали марки 08Х18Н10. С этой целью цилиндры устанавливают с зазором один относительно другого. В литейную полость, образованную цилиндрами и ограничительными пластинами, подают жидкую сталь, уровень которой поддерживают выше створа между цилиндрами, и цилиндры вращают навстречу друг другу. Толщину h_о формируемой в литейной полости заготовки задают в 1,25-2,00 раза большей, чем раствор h1 между цилиндрами. Время _з ее затвердевания определяют из соотношения _з = k_зh^1,4-2,0_o,
Пример 1
Получают полосу толщиной h1=2,0 мм и шириной 300 мм на МНЛЗ с цилиндрами диаметром 600 мм. Металл в полости поддерживают на уровне 250 мм от створа цилиндров.

Толщину h_о формируемой заготовки задают равной 1,75 зазора h1 между цилиндрами, т.е. h_о=2,01,75=3,5 мм. Время затвердевания заготовки такой толщины определяют равным _з = 0,00123,5^1,7 = 0,0101 мин или 0,61 с и вращают цилиндры с окружной скоростью V=0,7600:0,61=693 (0,7) мм/с (м/с).

Точка, где сходятся корочки заготовки, располагается в таком случае на уровне 20 мм над створом цилиндров, а уширение заготовки при ее прокатке в цилиндрах составляет 3,5 мм.

Пример 2
Получают полосу толщиной h1=2,0 мм и шириной 1000 мм на МНЛЗ с цилиндрами диаметром 1200 мм. Уровень металла в литейной полости поддерживают на уровне 450 мм от створа цилиндров.

Толщину h_о формируемой заготовки задают равной 2,0 зазора h1 между цилиндрами, т.е. h_о=2,02,0=4,0 мм. Время затвердевания заготовки такой толщины определяют равным _з = 0,00124,0^1,7 = 0,012 мин или 0,72 с и вращают цилиндры с окружной скоростью V=0,41200:0,72=667 (0,67) мм/с (м/с).

Точка, где сходятся корочки заготовки, здесь располагается выше створа между цилиндрами на 25 мм, а уширение при прокатке заготовки в цилиндрах равно 6 мм.

В обоих примерах использование рассчитанных по указанным зависимостям параметров литья полосы позволяет обеспечить достаточное для исключения "прорыва" металла ниже цилиндров превышение положения точки, где сходятся корочки заготовки, над створом цилиндров, и одновременно ограничить развитие уширения при прокатке заготовки в цилиндрах.

Изобретение обеспечивает повышение надежности процесса литья за счет регламентации положения точки, где сходятся корочки заготовки, и контроля и управления ее положением в литейной полости двухцилиндрового кристаллизатора, и качества полосы за счет исключения дефектов поверхности.

Изобретение может быть использовано для получения полосы размерами 1,5-5,0150-1500 мм из стали любых марок с высокой надежностью процесса литья и качества готовой полосы. Способ позволяет разливать плавки массой 50-150 т сериями по 5-10 плавок с вероятностью аварии менее 0,1%. Выход полосы по назначению при использовании предложения превышает 95%.

Формула изобретения

Способ получения тонкой полосы, включающий подачу жидкого металла в литейную полость, образованную двумя водоохлаждаемыми цилиндрами, установленными между собой с зазором, и боковыми ограничительными пластинами, поддержание уровня металла выше створа между цилиндрами, вращение цилиндров навстречу друг другу, формирование в литейной полости заготовки с заданной толщиной и ее последующее обжатие цилиндрами, отличающийся тем, что толщину формирующейся заготовки задают равной 1,25-2,00 зазора между цилиндрами, причем время ее затвердевания определяют из соотношения

_з=k_зh^1,4-2,0₀,

где _з - время затвердевания заготовки, мин;

k_з - коэффициент затвердевания, равный 0,0012;

h₀ - толщина заготовки, мм,

а цилиндры вращают с окружной скоростью, определяемой зависимостью

V=kD/_з,

где V - окружная скорость цилиндров, мм/мин;

К - коэффициент пропорциональности, равный 0,35-0,85;

D - диаметр цилиндра, мм.