EA006887B1 - Способ непрерывного литья стали на машине непрерывного литья заготовок - Google Patents
Способ непрерывного литья стали на машине непрерывного литья заготовок Download PDFInfo
- Publication number
- EA006887B1 EA006887B1 EA200400055A EA200400055A EA006887B1 EA 006887 B1 EA006887 B1 EA 006887B1 EA 200400055 A EA200400055 A EA 200400055A EA 200400055 A EA200400055 A EA 200400055A EA 006887 B1 EA006887 B1 EA 006887B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- zone
- billet
- continuous casting
- concast
- steel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии к непрерывной разливке кордовой стали, преимущественно с применением машины непрерывного литья заготовок радиального типа. Способ непрерывного литья стали осуществляли на машине непрерывного литья заготовок радиального типа МНЛЗ-3 БМЗ с вертикальным прямолинейным кристаллизатором. Жидкую сталь 1 из стали ковша подают в кристаллизатор 2, с механизмом осцилляции, в котором в отливке в зоне О формируют твердую корку 3, путем первичного охлаждения стали для образования непрерывно-литой заготовки 4. На выходе из кристаллизатора 2 посредством электромагнитного устройства 5 (ЭМП) производят магнитное перемешивание расплава стали 1 непрерывно-литой заготовки 4 и осуществляют с заданной скоростью радиальную вытяжку непрерывно-литой заготовки 4 посредством тянущих роликов 6 с принудительным водяным охлаждением плоскофакельными форсунками 7 в зоне I вторичного водяного охлаждения (ЗВО). За зоной I вторичного водяного охлаждения осуществляют постепенный изгиб и перемещение по дуге непрерывно-литой заготовки 4 с радиусом кривизны 10 м. После чего производят перевод непрерывно-литой заготовки 4 в горизонтальное положение. За зоной правки непрерывный слиток разрезают на части-блюмы равной длины. В процессе вытяжки осуществляют скоростной нагрев поверхностных слоев непрерывно-литой заготовки 4 на участке перехода радиальной части дуги МНЛЗ в плавильную часть в зоне II воздушного охлаждения.
Description
Изобретение относится к металлургии, к непрерывной разливке кордовой стали, преимущественно с применением машины непрерывного литья заготовок радиального типа.
Известен способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу расплава в кристаллизатор для первичного охлаждения, вертикальную вытяжку непрерывно-литой заготовки из кристаллизатора в зону вторичного принудительного водяного охлаждения при избыточном давлении 0,2 МПа, охлаждение на воздухе с последующей газорезкой на мерные блюма (1).
Недостаток способа проявляется в том, что технология не позволяет управлять качеством макро - и микроструктуры слитка, что приводит к развитию макро- и микропороков в зоне жидкой лунки расплава в виде «моста» дендритов, дающих усадку с образованием пор, пустот.
Ближайшим техническим решением, принятым в качестве прототипа, является способ непрерывного литья стали на машине непрерывного литья заготовок, включающий охлаждение отливки в кристаллизаторе, радиальную вытяжку непрерывно-литой заготовки блюма с принудительным вторичным водяным охлаждением, правку слитка с охлаждением на воздухе, с последующим разделением на мерные слитки на участке газовой резки блюма (2).
Известный способ допускает образование внутренних дефектов в виде горячих трещин и рыхлостей из-за неравномерного охлаждения поверхности непрерывно-литой заготовки вдоль ее периметра.
Кроме того, в случае преобладания дендритной (столбчатой) кристаллизации для непрерывнолитых заготовок становится весьма вероятным возникновение «моста» дендритов, которые блокируют процесс подпитки усадочных зон, что в свою очередь приводит к осевой сегрегации и возникновению осевых усадочных раковин.
В основу изобретения положена задача повышения качества макро- и микроструктуры слитка за счет уменьшения размеров кристаллитов, снижения осевой пористости и ликвации путем уменьшения градиента температур по сечению заготовки, которое в свою очередь влияет на размер и форму жидкой лунки на завершающей стадии затвердевания слитка, изменяя ее с пикообразной формы на куполообразную форму.
Поставленная задача достигается тем, что в способе непрерывного литья стали на машине непрерывного литья заготовок, включающий охлаждение отливки в кристаллизаторе, радиальную вытяжку непрерывно-литой заготовки блюма с принудительным вторичным водяным охлаждением, правку слитка с охлаждением на воздухе, согласно изобретения, в процессе вытяжки непрерывно-литой заготовки осуществляют скоростной нагрев поверхностных слоев заготовки на участке перехода радиальной части дуги заготовки в плавильную часть дуги.
В способе скоростной нагрев поверхностных слоев блюма перед зоной окончания жидкой лунки расплава осуществляют на расстоянии 5-80% металлургической длины блюма от конца жидкой лунки по дуге в сторону зоны вторичного водяного охлаждения на участке, равном 3,5-4,5% длины машины непрерывного литья заготовок.
В способе скоростной нагрев поверхностных слоев заготовки блюма осуществляют непосредственно за зоной вторичного водяного охлаждения.
В способе скоростной нагрев поверхностных слоев заготовки блюма осуществляют непосредственно за зоной вторичного водяного охлаждения и/или до плавильной части перед зоной окончания жидкой лунки расплава.
В способе скоростной нагрев поверхностных слоев блюма в момент перехода жидко-твердой фазы в междендритную область осуществляют с образованием столбчатых кристаллов до 10-30% и равноосных кристаллов до 70-90%.
Для лучшего понимания изобретение поясняют чертежом, где показано изменение температур на оси и поверхности литой заготовки и расположение участков 0, I, II, III вдоль технологической линии МНЛЗ.
Способ непрерывной разливки кордовой стали осуществляли на машине непрерывного литья заготовок радиального типа МНЛЗ-3 БМЗ с вертикальным прямолинейным кристаллизатором.
Жидкую сталь 1 из сталь ковша подают в промежуточную емкость, снабженную механизмом регулирования расхода металла (на чертеже не показаны), в кристаллизатор 2, с механизмом осцилляции, в котором в отливке в зоне О формируют твердую корку 3, путем первичного охлаждения стали для образования непрерывно-литой заготовки 4.
На выходе из кристаллизатора 2 посредством электромагнитного устройства 5 (ЭМП) производят магнитное перемешивание расплава стали 1 непрерывно-литой заготовки 4 и осуществляют с заданной скоростью радиальную вытяжку непрерывно-литой заготовки 4 посредством тянущих роликов 6 с принудительным водяным охлаждением плоскофакельными форсунками 7 в зоне I вторичного водяного охлаждения (ЗВО) высотой до 3,0 м для формирования твердой корки 3 толщиной до 45-50 мм при температуре 1100-1150°С на поверхности непрерывно-литой заготовки 4. За зоной I вторичного водяного охлаждения осуществляют постепенный изгиб и перемещение по дуге непрерывно-литой заготовки 4 с радиусом кривизны 10 м. После чего производят перевод непрерывно-литой заготовки 4 в горизонтальное положение путем его правки на части длины Ь непрерывно-литой заготовки 4 с охлаждением на воздухе в зоне II. За зоной правки непрерывный слиток разрезают на части-блюмы равной длины.
- 1 006887
В процессе вытяжки осуществляют скоростной нагрев поверхностных слоев непрерывно-литой заготовки 4 на участке перехода радиальной части дуги МНЛЗ в плавильную часть в зоне II воздушного охлаждения.
В зависимости от марки стали и требований, предъявляемых к макро- и микроструктуре литой заготовки 4 скоростной нагрев поверхностных слоев заготовки 4 блюма возможно осуществлять непосредственно за зоной вторичного водяного охлаждения и/или в момент перехода твердо-жидкой двухфазной фазы в область столбчатых кристаллов, образованных фронтом кристаллизации 8 в зоне первичной кристаллизации в кристаллизаторе 2 и ЗВО перед зоной окончания жидкой лунки 9 расплава на участке перехода радиальной части 10 дуги вытяжки непрерывно-литой заготовки 4 в плавильную часть 11 дуги вытяжки, т.е до плавильной части 11 перед зоной окончания жидкой лунки расплава.
В способе скоростной нагрев поверхностных слоев блюма перед зоной образования жидкой лунки 9 расплава осуществляют, например, индукционным нагревателем 12, на расстоянии 5-80% металлургической длины блюма от конца жидкой лунки 9 по дуге в сторону зоны вторичного водяного охлаждения на участке, равном Ь1 = 3,5-4,5% длины машины непрерывного литья заготовок, как это показано на фиг. 1. Заинтервальные режимы зон воздействия скоростного зонного нагрева поверхностных слоев непрерывно-литой заготовки 4 не всегда приводят к достижению поставленной цели.
Опытным путем, в зависимости от марки стали, подбирают режимы скоростного зонного нагрева поверхностных слоев непрерывно-литой заготовки 4 в момент перехода жидко-твердой фазы в междендритную область с оптимальным образованием столбчатых кристаллов до 10-30% и равноосных кристаллов 13 до 90-70%. Заинтервальные значения соотношения столбчатых кристаллов по длине фронта 8 кристаллизации и равноосных кристаллов 13 приводят к экономически неоправданному усложнению технологии.
Кинетика формирования непрерывно-литой заготовки характеризуется высокими скоростями охлаждения металла в затвердевающей заготовке и наличием разнородных физических явлений - зарождения и роста кристаллов различной модификации, перемещения кристаллов в жидком ядре (незатвердевшей части заготовки) при формировании кристаллической структуры, конвективного движения расплава и др. Для разработки рациональных режимов охлаждения непрерывнолитых заготовок необходимо учитывать основную особенность процесса - чрезвычайно высокое отношение глубины жидкой лунки к размеру поперечного сечения заготовки. При этом важным является характер кристаллической структуры литой заготовки - столбчатой или глобулярной.
Возникновение глобулярной кристаллической структуры препятствует возникновению «мостиков» в жидком ядре непрерывно-литых заготовок и способствует образованию более однородной структуры в отношении распределения основных легирующих компонентов сплава и примесей (сульфидов, оксидов).
Для исключения режима возникновения «мостиков» в жидком ядре непрерывно-литых заготовок скоростной зонный нагрев поверхностных слоев блюма осуществляют до плавильной зоны, которая согласно экспериментальным данным совпадает с зоной завершения кристаллизации слитка практически для всего марочного сортамента стали при действующих режимах охлаждения МНЛЗ в ЗВО.
Процесс затвердевания и охлаждения непрерывно-литой заготовки 4 можно разделить на четыре стадии (фиг. 1): 0 - формирование заготовки в пределах кристаллизатора; I - затвердевание при наличии перегрева жидкой фазы с образованием столбчатых кристаллов; II - затвердевание переохлажденного расплава с образованием зоны глобулярных или равноосных кристаллов; III - охлаждение полностью затвердевшей заготовки. С точки зрения управления качеством непрерывно-литой заготовки наибольший интерес представляет рассмотрение I и II зон, т.е. зон столбчатых и глобулярных кристаллов. В качестве управляющих воздействий принимают интенсивность магнитного перемешивания расплава, режимы охлаждения в ЗВО и режимы скоростного зонного нагрева поверхностных слоев блюма.
Как следует из фиг. 1, стадия I кристаллизации стального слитка сменяется весьма значительной по протяженности стадией II, для которой характерно образование зоны равноосных (глобулярных) кристаллитов в осевой зоне слитка. Объемный характер глобулярной кристаллизации стимулируют введением заданного источника теплоты в виде зонного скоростного нагрева.
Управление процессом кристаллизации непрерывно-литой заготовки путем введения зонного скоростного нагрева позволяет уменьшать протяженность зоны столбчатых кристаллов, и, соответственно, увеличивает протяженность зоны глобулярных кристаллов.
Таким образом, управление процессом кристаллизации заготовок в ходе непрерывного литья с целью повышения качества металла целесообразно осуществлять в три этапа: в зоне образования столбчатых кристаллов (сразу после выхода заготовки из кристаллизатора) использовать установки электромагнитного перемешивания; в зоне образования глобулярных кристаллов за счет интенсивности внешнего охлаждения; путем зонного скоростного нагрева, уменьшающего протяженность зоны столбчатых кристаллов, и, соответственно, увеличивающего протяженность зоны глобулярных кристаллов, что повышает качество микро- и макроструктуры заготовки и снижает уровень термических напряжений перед зоной правки.
С использованием разработанной технологии осуществляют многовариантный анализ процессов затвердевания и охлаждения. В процессе разливки стали перед зоной окончания жидкой лунки расплава
- 2 006887 на расстоянии 12-15 м от конца жидкой лунки по дуге в сторону ЗВО на участке, равном 1,0-1,5 м, осуществляли зонный скоростной поверхностный нагрев непрерывно-литой заготовки блюма.
В качестве примера на фиг. 1 приведены результаты определения температур по сечению непрерывно-литого слитка размером 0,250x0,300 м (сталь 80К, скорость разливки ν = 0,7 м/мин).
Динамика температуры на поверхности непрерывно-литой заготовки (Т°С грани) 0,250x0,300 м при различных скоростях разливки имела следующий характер в координатах температура (Т, К) - время по чертежу на выходе из кристаллизатора 870-970°С, в конце зоны вторичного принудительного водяного охлаждения 1050-1180°С и далее монотонно убывает до 900°С в полностью затвердевшем слитке. На основании значений температуры центра заготовки (Т°С оси) судят о времени снятия перегрева (продолжительности столбчатой кристаллизации) и о времени полного затвердевания слитка, т. е. определяют металлургическую длину (глубину жидкой лунки). На нижней температурной кривой графика по фиг. 1 показано изменение характера кривой без воздействия индукционного нагрева на блюм (сплошная кривая) и при воздействии на блюм индукционного нагрева (штриховая кривая).
С использованием предложенной технологии возможно управлять качеством макро- и микроструктуры непрерывно-литой заготовки, уменьшать осевую пористость и ликвацию, снижать уровень термических напряжений и повышать показатели пластичности металла перед зоной правки. Это особенно важно при разливке высокоуглеродистых (кордовых), низколегированных и легированных марок сталей.
Новая технология разливки кордовой стали марок 70К, 75К, 80К, 85К позволяет увеличить скорость непрерывного литья до ν - 0,75-0,8 м/мин для заготовок 0,250x0,300 м; ν - 0,68-0,73 м/мин для заготовок 0,300x0,400 м без прорывов жидкого металла и образования внутренних дефектов в виде горячих трещин и рыхлостей, по сравнению с известной при скорости разливки 0,58-0,6м/мин
Разработанная технология разливки стали проходит промышленное опробование в условиях МНЛЗ3 БМЗ.
Источники информации:
1. Ю.А.Самойлович, В.А.Тимошпольский, И.А.Трусова, В.В.Филиппов. Стальной слиток, т.2, Минск, «Белорусская наука», 2000, с.367-371.
2. Ю.А. Самойлович, В.А. Тимошпольский, И.А. Трусова, В.В. Филиппов. Стальной слиток, т.2, Минск, «Белорусская наука», 2000, с.405, рис.4-23
Claims (5)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ непрерывного литья стали на машине непрерывного литья заготовок, включающий охлаждение отливки в кристаллизаторе, радиальную вытяжку непрерывно-литой заготовки блюма с принудительным вторичным водяным охлаждением, правку слитка с охлаждением на воздухе, отличающийся тем, что в процессе вытяжки непрерывно-литой заготовки осуществляют скоростной нагрев поверхностных слоев заготовки на участке перехода радиальной части дуги заготовки в плавильную часть дуги.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скоростной нагрев поверхностных слоев блюма перед зоной окончания жидкой лунки расплава осуществляют на расстоянии 5-80% металлургической длины блюма от конца жидкой лунки по дуге в сторону зоны вторичного водяного охлаждения на участке, равном 3,5-4,5% длины машины непрерывного литья заготовок.
- 3. Способ по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что скоростной нагрев поверхностных слоев заготовки блюма осуществляют непосредственно за зоной вторичного водяного охлаждения.
- 4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что скоростной нагрев поверхностных слоев заготовки блюма осуществляют непосредственно за зоной вторичного водяного охлаждения и/или до плавильной части перед зоной окончания жидкой лунки расплава.
- 5. Способ по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что скоростной нагрев поверхностных слоев блюма в момент перехода жидко-твердой фазы в междендритную область осуществляют с образованием столбчатых кристаллов до 10-30% и равноосных кристаллов до 70-90%.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BY20030391 | 2003-04-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200400055A1 EA200400055A1 (ru) | 2004-10-28 |
EA006887B1 true EA006887B1 (ru) | 2006-04-28 |
Family
ID=47711455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200400055A EA006887B1 (ru) | 2003-04-29 | 2003-12-10 | Способ непрерывного литья стали на машине непрерывного литья заготовок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA006887B1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108723316B (zh) * | 2018-08-30 | 2024-01-30 | 湖南中科电气股份有限公司 | 一种连铸末端具有加热功能的电磁搅拌*** |
-
2003
- 2003-12-10 EA EA200400055A patent/EA006887B1/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200400055A1 (ru) | 2004-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Emley | Continuous casting of aluminium | |
RU2675880C2 (ru) | Полунепрерывное литье стальной заготовки | |
CN100534669C (zh) | 功率超声与低频电磁协同作用的轻合金锭坯立式半连续铸造方法及设备 | |
KR101965038B1 (ko) | 큰 단면을 갖는 긴 주괴의 생산을 위한 방법 및 플랜트 | |
RU2296034C2 (ru) | Обработка расплавленных металлов движущейся электрической дугой | |
AU2002222478A1 (en) | Treating molten metals by moving electric arc | |
US3610320A (en) | Unit for manufacturing hollow metal ingots | |
JP2727887B2 (ja) | 水平連続鋳造法 | |
CN114749616A (zh) | 用于大型高长径比钢锭的铸锭模及坯料成形方法 | |
EA006887B1 (ru) | Способ непрерывного литья стали на машине непрерывного литья заготовок | |
CN1254552C (zh) | 一种制备半固态金属及合金浆料或坯料的装置 | |
Thomas | Continuous casting (metallurgy) | |
Flemings | New solidification processes and products | |
RU2492021C1 (ru) | Способ непрерывной разливки стали | |
RU2741876C1 (ru) | Способ непрерывного литья слябовых заготовок | |
CN1269978C (zh) | 半固态金属及合金浆料或坯料的制备方法 | |
RU2027544C1 (ru) | Способ получения непрерывнолитого металла | |
Wang et al. | Study on the positive segregation in columnar-to-equiaxed transition zone | |
RU2101129C1 (ru) | Способ получения литых металлических изделий | |
RU2349413C2 (ru) | Способ непрерывной разливки стали | |
CN102166635B (zh) | 一种通过长水口补浇消除连铸钢锭中心缩孔与疏松的方法 | |
ABDULLAYEV et al. | Effect of linear final electromagnetic stirrer operational parameters on continuous cast high carbon steel billet quality | |
SU969434A1 (ru) | Способ непрерывной разливки стали | |
ACHARYA PALYA VENKATESH | Evolution of effect of final linear electromagnetic stirrer on (140mm X 140mm) continuous cast carbon steel billet | |
RU2080206C1 (ru) | Способ получения слитков |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |