Способ непрерывного литья слитков прямоугольного сечения
Изобретение относится к металлургии. Способ непрерывного литья слитков прямоугольного сечения на установках криволинейного типа включает подачу в кристаллизатор углеродсодержащей шлакообразующей смеси, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлаждение слитка водовоздушной смесью, распыливаемой форсунками с изменением удельных расходов воды в этих зонах и по большому и по малому радиусам установки. Общий расход воды на охлаждение кристаллизатора определяют по выражению: F=exp{-0,29·М-0,095·[C]+1,41·В-0,103·L+0,473·Н-5,71}, где F - расход воды на охлаждение кристаллизатора, м3/ч; М - влажность шлакообразующей смеси, %; [C] - содержание углерода в шлакообразующей смеси, %; В - основность шлакообразующей смеси; L - ширина заготовки, м; Н - глубина сетчатых трещин на поверхности заготовки, м. Общий удельный расход воды для охлаждения слитка в зонах вторичного охлаждения со стороны большого и малого радиусов определяют соответственно по определенным выражениям. На каждую зону вторичного охлаждения абсолютный расход воды (Fi) определяют из выражения: Fi=Ki·F, где F - общий абсолютный расход воды, м3/(ч·м2); Ki - эмпирическая функция, полученная опытным путем, зависящая от процентного содержания химических элементов в стали. Технический результат - получение требуемой температуры поверхности слитка на выходе из кристаллизатора и последней зоны вторичного охлаждения, обеспечение равномерного охлаждения слитка и снижение количества сетчатых трещин на 8-10%, а гнездообразных трещин и трещин, перпендикулярных широкой грани, на 15-20%. 3 табл.
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.
Известен способ непрерывного литья слитков прямоугольного сечения, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлаждение слитка в кристаллизаторе и во вторичной зоне водой, распыливаемой форсунками, изменение удельных расходов воды в этой зоне в зависимости от скорости вытягивания, при этом удельные расходы воды в зоне вторичного охлаждения изменяют по экспоненциальному закону от максимального значения под кристаллизатором до минимального в ее конце в пределах от 3,5-4,0 м3/(м2·ч) до 1,7-1,9 м3/(м2·ч), при этом воду подают на слиток на участке, соответствующем 0,6-0,7 времени его полного затвердевания, в прямо пропорциональной зависимости от толщины слитка (см. а.с. СССР № 445510, МПК В 22 D 11/00).Недостатком известного способа является низкое качество непрерывнолитых слитков. Это объясняется тем, что известные режимы не обеспечивают необходимую закономерность изменения теплоотвода от слитка в зоне вторичного охлаждения при малых скоростях вытягивания слитка прямоугольного поперечного сечения с большим значением отношения размеров граней. В результате поверхность слитка в начале зоны вторичного охлаждения переохлаждается, а в конце зоны, наоборот, разогревается. Вследствие этого в слитке возникают сетчатые, гнездообразные трещины и трещины, перпендикулярные широким граням, вызывающие брак слитков.Наиболее близким к заявляемому является способ непрерывного литья заготовок на машинах криволинейного типа, включающий подачу из промежуточного ковша стали, содержащей углерод, кремний, марганец и алюминий, в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки и охлаждение ее по зонам путем подачи воды на поверхность заготовки со стороны большого и малого радиусов, когда расход воды по зонам определяют в зависимости от содержания углерода, кремния, марганца и алюминия, количества зон охлаждения, ширины заготовки, скорости вытягивания ее, а также температуры металла в промковше и температуры поверхности заготовки на выходе из последней зоны охлаждения (см. описание патента РФ № 2173604, МПК В 22 D 11/043).Недостатком известного способа является то, что в нем определяется абсолютный расход воды, который не позволяет влиять на интенсивность охлаждения поверхности заготовки в зонах вторичного охлаждения и приводит к переохлаждению или перегреву поверхности заготовки в зависимости от ее ширины. Не учитывается требуемый балл внутренних и поверхностных дефектов заготовки.Кроме того, не рассматривается процесс охлаждения металла во время его прохождения через кристаллизатор, охлаждение в котором оказывает существенное влияние на формирование и развитие поверхностных дефектов.Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является выбор режимов охлаждения слитков, позволяющий получить заданную температуру поверхности слитка как на выходе из кристаллизатора, так и на выходе из последней зоны вторичного охлаждения и при этом обеспечить равномерное охлаждение поверхности слитка по его металлургической длине в машине непрерывного литья заготовок и уменьшить запороченность поверхностными дефектами непрерывнолитого слитка.Для решения этой задачи в известном способе, включающем подачу стали в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлаждение слитка водовоздушной смесью, распыливаемой форсунками с изменением удельных расходов воды в этих зонах и по большому и по малому радиусам установки, в кристаллизатор подают углеродсодержащую шлакообразующую смесь, при этом общий расход воды на охлаждение кристаллизатора определяют по выражению:F=exp{-0,29·M-0,095·[С]+1,41·B-0,103·L+0,473·Н-5,71},где F - расход воды на охлаждение кристаллизатора, м3/ч;М - влажность шлакообразующей смеси, %;[С] - содержание углерода в шлакообразующей смеси, %;В - основность шлакообразующей смеси;L - ширина заготовки, м;Н - глубина сетчатых трещин на поверхности заготовки, м.Общий удельный расход воды для охлаждения слитка в зонах вторичного охлаждения со стороны большого и малого радиусов определяют соответственно по выражениям:Q бр = -1,16·V+I·0,0166+1,432,Q мp = -1,248·V+I-0,0317+1,58,где - Q бр, Q мр - удельный расход воды для охлаждения слитка в зонах вторичного охлаждения со стороны большого и малого радиусов соответственно, м3/(ч·м2);V - скорость вытягивания заготовки, м/мин;I - балл развития трещин, перпендикулярных широким граням, и гнездообразных трещин, балл;1,248; 0,0317; 1,58; 1,16; 0,0166; 1,432 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем,причем на каждую зону вторичного охлаждения абсолютный расход воды определяют из выражения:Fi=Кi·F,где Fi - абсолютный расход воды на i зону, м3/(ч·м2);Кi - эмпирическая функция, полученная опытным путем, зависящая от процентного содержания химических элементов в стали, имеющая видКi=аi·[Al]+bi·[Сu]+сi·[Ni]+di·[Сr]+еi·[Р]+fi·[S]+gi·[Mn]+hi·[С]+j,F - общий абсолютный расход воды, м3/(ч·м2).Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от известного, не выявлены в других технических решениях, и, следовательно, заявляемое решение имеет изобретательский уровень.Технический результат, достигаемый предлагаемым способом непрерывного литья слитков прямоугольного сечения, заключается в том, что рассчитанные расходы воды позволяют получить требуемую температуру поверхности слитка на выходе из кристаллизатора и последней зоны вторичного охлаждения и при этом обеспечить равномерное охлаждение поверхности слитка по его металлургической длине в машине непрерывного литья заготовок и снизить поверхностные дефекты непрерывнолитого слитка.Предлагаемый способ иллюстрируется примеромСталь марки 08Ю по ГОСТ 9045 с содержанием углерода 0,049%, марганца 0,306%, серы 0,02%, фосфора 0,014%, хрома 0,031%, никеля 0,032%, меди 0,056% и алюминия 0,054% разливается в заготовки сечением 250![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/215.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/77/773196.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/77/773197.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/77/773198.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/77/773199.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/77/773200.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/77/773201.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/77/773202.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/77/773203.gif)
Формула изобретения
Способ непрерывного литья слитков прямоугольного сечения на установках криволинейного типа, включающий подачу стали в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлаждение слитка водовоздушной смесью, распыливаемой форсунками с изменением удельных расходов воды в этих зонах и по большому и по малому радиусам установки, отличающийся тем, что в кристаллизатор подают углеродсодержащую шлакообразующую смесь, при этом общий расход воды на охлаждение кристаллизатора определяют по выражению:F=exp{-0,29·М-0,095·[C]+1,41·В-0,103·L+0,473·Н-5,71},где F - расход воды на охлаждение кристаллизатора, м3/ч;М - влажность шлакообразующей смеси, %;[C] - содержание углерода в шлакообразующей смеси, %;В - основность шлакообразующей смеси;L - ширина заготовки, м;Н - глубина сетчатых трещин на поверхности заготовки, м,общий удельный расход воды для охлаждения слитка в зонах вторичного охлаждения со стороны большого и малого радиусов определяют соответственно по выражениям:Qбр = -1,16·V+I·0,0166+1,432,Qмр = -1,248·V+I·0,0317+1,58,где Qбр, Qмр - удельный расход воды для охлаждения слитка в зонах вторичного охлаждения со стороны большого и малого радиусов соответственно м3/ч·м2;V - скорость вытягивания заготовки, м/мин;I - балл развития трещин, перпендикулярных широким граням, и гнездообразных трещин, балл;1,248; 0,0317; 1,58; 1,16; 0,0166; 1,432 - эмпирические коэффициенты, полученные опытным путем,причем на каждую зону вторичного охлаждения абсолютный расход воды определяют из выраженияFi=Ki·F,где Fi - общий абсолютный расход воды на i-зону, м3/ч·м2;Ki - эмпирическая функция, полученная опытным путем, зависящая от процентного содержания химических элементов в стали, имеющая видKi=ai·[Al]+bi·[Cu]+ci·[Ni]+di·[Cr]+ei·[P]+fi·[S]+gi·[Mn]+hi·[C]+ji,F - общий абсолютный расход воды, м3/ч·м2.