RU2015809C1 - Method of continuous metals casting - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: method of continuous metal casting provides for metal feeding from auxiliary ladle in crystallizer through lengthened casting nozzle below metal level, measurement of weight and metal level in auxiliary ladle, ingot drawing with working and changing speed, regulation of auxiliary ladle metal consumption by slide shutter, measurement of passing area in joining holes of sliding plates, determination of difference of readings of actual and working consumption of metal through slide shutter. In case of decreasing of actual consumption by 10 - 20% from working reading, ingot drawing speed is correspondingly to be decreased by 10 -20 % . In case actual consumption decreased to 22 - 40 % from working reading casting nozzle is to be changed for another. Then speed of ingot drawing is to be increased up to working reading. EFFECT: method is used in continuous metal casting. 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов. The invention relates to metallurgy, and more particularly to continuous casting of metals.

Известен способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизатор через удлиненный разливочный стакан под уровень металла, измерение веса металла в промежуточном ковше, изменение скорости вытягивания слитка из кристаллизатора, регулирование расхода металла из промежуточного ковша при помощи шиберного затвора. A known method of continuous casting of metals, comprising supplying metal from an intermediate ladle to a crystallizer through an elongated casting cup to a metal level, measuring the weight of the metal in the intermediate ladle, changing the speed of drawing an ingot from the mold, controlling the flow of metal from the intermediate ladle using a slide gate.

Недостатком известного способа является неудовлетворительное качество непрерывно-литых слитков, а также низкая стабильность и производительность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в процессе непрерывной разливки не производят сравнение фактических и теоретически необходимых рабочих весовых расходов металла из промежуточного ковша. В этих условиях происходит неконтролируемое зарастание канала разливочного стакана и проходных отверстий плит шиберного затвора за счет отложения в них неметаллических включений. В результате отсутствия контроля за состоянием разливочного стакана возможно его зарастание, что вызывает необходимость снижения скорости вытягивания слитка сверх допустимых значений и прекращения процесса разливки. При снижении скорости вытягивания слитка сверх допустимых значений нарушается стабильность формирования слитка, в нем образуются внутренние и наружные трещины, на поверхности слитка возникают завороты, пояса, заливины и т.д. Несвоевременная смена стакана приводит к прекращению процесса разливки и снижению его производительности. The disadvantage of this method is the unsatisfactory quality of continuously cast ingots, as well as the low stability and productivity of the process of continuous casting of metals. This is because in the process of continuous casting they do not compare the actual and theoretically necessary working weight flows of metal from the intermediate ladle. Under these conditions, uncontrolled overgrowth of the channel of the pouring nozzle and the passage openings of the slide gate plates occurs due to the deposition of non-metallic inclusions in them. As a result of the lack of control over the state of the pouring glass, it can overgrow, which necessitates a decrease in the speed of drawing the ingot in excess of the permissible values and termination of the casting process. With a decrease in the speed of drawing the ingot over the permissible values, the stability of the formation of the ingot is violated, internal and external cracks form in it, inversions, belts, gulfs, etc. appear on the surface of the ingot. Untimely change of the glass leads to the cessation of the casting process and a decrease in its productivity.

Наиболее близким по технической сущности является способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизатор через удлиненный разливочный стакан под уровень металла, измерение веса металла в промежуточном ковше, изменение скорости вытягивания слитка из кристаллизатора, регулирование расхода металла из промежуточного ковша при помощи шиберного затвора [2]. The closest in technical essence is the method of continuous casting of metals, which includes supplying metal from the tundish to the mold through an elongated casting cup to the metal level, measuring the weight of the metal in the tundish, changing the speed of the ingot from the mold, adjusting the flow of metal from the tundish using a slide shutter [2].

Недостатком известного способа является неудовлетворительное качество непрерывно-литых слитков, а также низкая стабильность и производительность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в процессе непрерывной разливки не производится контроль течения металла из промежуточного ковша через отверстия в плитах шиберного затвора и канал удлиненного разливочного стакана посредством сопоставления фактического расхода и расхода, обусловленного относительным положением отверстий в плитах шиберного затвора. В результате этого необходимо изменять скорость вытягивания в пределах, превышающих допустимые значения, что нарушает стабильность формирования слитка, в нем возникают внутренние и наружные трещины, на поверхности слитка образуются заливины, пояса, ужимины и т.д. Кроме того, отсутствие контроля за состоянием разливочного стакана приводит к непрогнозируемому по времени зарастанию канала стакана из-за отложения в нем неметаллических включений. Последнее приводит к прекращению процесса непрерывной разливки металлов. The disadvantage of this method is the unsatisfactory quality of continuously cast ingots, as well as the low stability and productivity of the process of continuous casting of metals. This is due to the fact that during the continuous casting process the metal flow from the intermediate ladle through the openings in the slide gate plates and the channel of the elongated pouring nozzle is not controlled by comparing the actual flow rate and the flow rate due to the relative position of the holes in the slide gate plates. As a result of this, it is necessary to change the drawing speed within the limits exceeding the permissible values, which violates the stability of the formation of the ingot, internal and external cracks appear in it, on the surface of the ingot bays, belts, suppers, etc. are formed. In addition, the lack of control over the state of the pouring nozzle leads to time-overgrowth of the nozzle channel due to the deposition of non-metallic inclusions in it. The latter leads to the termination of the process of continuous casting of metals.

Технический эффект при использовании предлагаемого способа заключается в улучшении качества непрерывно-литых слитков, повышении стабильности и производительности процесса непрерывной разливки металлов. The technical effect when using the proposed method is to improve the quality of continuously cast ingots, increase the stability and productivity of the process of continuous casting of metals.

Указанный эффект достигают тем, что в кристаллизатор подают жидкий металл из промежуточного ковша в кристаллизатор через удлиненный разливочный стакан под уровень металла, измеряют вес металла в промежуточном ковше, вытягивают слиток из кристаллизатора с рабочей и переменной скоростью, регулируют расход металла из промежуточного ковша при помощи шиберного затвора, измеряют уровень металла в промежуточном ковше. This effect is achieved by the fact that liquid metal is supplied to the crystallizer from the intermediate ladle to the crystallizer through an elongated pouring cup to the metal level, the weight of the metal in the intermediate ladle is measured, the ingot is pulled out of the crystallizer with working and variable speed, the flow rate of the metal from the intermediate ladle is controlled using a slider shutter, measure the level of metal in the tundish.

В процессе непрерывной разливки измеряют величину перемещения плит шиберного затвора, определяют проходную площадь в совмещающихся отверстиях плит шиберного затвора, определяют разницу значения фактического и рабочего расходов металла через шиберный затвор и при уменьшении фактического расхода до 10-20% от рабочего значения уменьшают соответственно скорость вытягивания на 10-20% от рабочего значения, а при уменьшении значения фактического расхода до 22. . . 40% от рабочего значения производят смену разливочного стакана, после чего скорость вытягивания слитка увеличивают до рабочего значения. In the process of continuous casting, the amount of movement of the slide gate plates is measured, the passage area in the matching holes of the slide gate plates is determined, the difference between the actual and working metal flow rates through the slide gate is determined, and when the actual flow rate is reduced to 10-20% of the working value, the drawing speed is reduced by 10-20% of the operating value, and when the actual flow rate decreases to 22.. . 40% of the working value change the pouring cup, after which the speed of drawing the ingot is increased to the working value.

Улучшение качества непрерывно-литых слитков будет происходить вследствие обеспечения условий истечения металла из разливочного стакана в необходимых пределах, что обеспечивает постоянство скорости вытягивания слитка в допустимых пределах. В этих условиях будет обеспечиваться стабильность формирования оболочки слитка, на его поверхности не будут образовываться завороты, пояса, заливы и т.д. При этом в слитках не образуются внутренние и наружные трещины, что предупреждает прорывы металла под кристаллизатором и повышает производительность процесса непрерывной разливки металлов. Improving the quality of continuously cast ingots will occur due to the provision of the conditions for the flow of metal from the casting nozzle to the necessary limits, which ensures the constancy of the speed of drawing the ingot within the acceptable limits. Under these conditions, the stability of the formation of the shell of the ingot will be ensured, inversions, belts, bays, etc. will not form on its surface. Moreover, the ingots do not form internal and external cracks, which prevents breakthroughs of the metal under the mold and increases the productivity of the process of continuous casting of metals.

Диапазон уменьшения рабочего расхода металла в диапазоне до 10-20% от рабочего значения объясняется необходимостью поддержания стабильности скорости вытягивания слитков. При больших значениях будут нарушаться стабильные условия формирования слитка, что вызовет образование в нем внутренних и наружных трещин. При меньших значениях будет происходить преждевременная смена разливочных стаканов, что вызовет их излишний перерасход. The range of reduction of the metal working flow in the range up to 10-20% of the working value is explained by the need to maintain the stability of the ingot drawing speed. At large values, stable conditions of the formation of the ingot will be violated, which will cause the formation of internal and external cracks in it. At lower values, there will be a premature change of pouring glasses, which will cause them to excessive cost overruns.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от весового расхода металла через разливочный стакан. The specified range is set in inverse proportion to the weight flow rate of the metal through the pouring cup.

Диапазон уменьшения скорости вытягивания слитка в диапазоне 10-20% от рабочего значения объясняется закономерностями формирования слитка на мениске металла в кристаллизаторе, по его длине в зоне вторичного охлаждения. При больших значениях на поверхности слитка будут образовываться заливины, пояса, ужимины и т.д., в слитке будут образовываться внутренние и наружные трещины. При меньших значениях снижение скорости вытягивания слитка не будет сказываться на качестве слитков в процессе их формирования. Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от скорости вытягивания слитка. The range of decrease in the speed of pulling the ingot in the range of 10-20% of the working value is explained by the laws of the formation of the ingot on the meniscus of the metal in the mold, along its length in the secondary cooling zone. At large values, gulfs, belts, suppers, etc. will form on the surface of the ingot, and internal and external cracks will form in the ingot. At lower values, a decrease in the speed of drawing the ingot will not affect the quality of the ingots in the process of their formation. The specified range is set in direct proportion to the speed of drawing the ingot.

Диапазон уменьшения значения фактического расхода металла до 22-40% от рабочего значения, при котором производят смену разливочного стакана, объясняется закономерностями отложения в канале разливочного стакана неметаллических включений. При больших значениях невозможен процесс разливки в условиях получения годных слитков. При меньших значениях изменение фактического расхода металла не будет сказываться на качестве непрерывно-литых слитков. Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от значения рабочего весового расхода металла. The range of reduction of the actual metal consumption to 22-40% of the operating value at which the change of the pouring glass is carried out is explained by the regularities of deposition of non-metallic inclusions in the channel of the pouring glass. At high values, the casting process is impossible under the conditions of obtaining suitable ingots. At lower values, a change in the actual metal consumption will not affect the quality of continuously cast ingots. The specified range is set in inverse proportion to the value of the working weight flow rate of the metal.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательный уровень". Analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the proposed method with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Способ непрерывной разливки металлов осуществляют следующим образом. The method of continuous casting of metals is as follows.

В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подают сталь марки 3сп из промежуточного ковша в кристаллизатор через удлиненный разливочный стакан под уровень металла. При этом измеряют вес металла в промежуточном ковше при помощи мессдоз, установленных на подъемно-поворотном столе. На основе данных о весе металла в промежуточном ковше и размеров его рабочей полости посредством перерасчета определяют уровень металла в данном промежуточном ковше. В процессе непрерывной разливки производят изменение скорости вытягивания слитка из кристаллизатора и регулируют весовой расход металла из промежуточного ковша при помощи шиберного затвора. При этом регулирование осуществляют посредством передвижения шиберных плит с проходными отверстиями относительно друг друга. Кристаллизатору сообщают возвратно-поступательное движение. In the process of continuous casting, 3sp steel is fed into the mold from the intermediate ladle into the mold through an elongated casting cup below the metal level. At the same time, the weight of the metal in the tundish is measured with the help of mass doses mounted on a lifting-rotary table. Based on the data on the weight of the metal in the tundish and the dimensions of its working cavity, the level of metal in the tundish is determined by recalculation. In the process of continuous casting, a change is made in the speed of drawing the ingot from the mold and the weight flow rate of the metal from the intermediate ladle is controlled using a slide gate. In this case, the regulation is carried out by moving the slide plates with passage holes relative to each other. The mold is informed of reciprocating motion.

В процессе непрерывной разливки измеряют величину перемещения шиберных плит относительно друг друга при помощи датчиков перемещения и определяют соответствующую этому перемещению проходную площадь в совмещающихся отверстиях плит шиберного затвора. При этом определяют необходимое значение весового расхода металла посредством перерасчета данных об уровне металла в промежуточном ковше, площади проходного отверстия в совмещающихся отверстиях плит шиберного затвора с учетом удельного веса разливаемой стали, равного 7,0 т/м³.In the process of continuous casting, the amount of movement of the slide plates relative to each other is measured using displacement sensors and the passage area corresponding to this movement is determined in the aligned openings of the slide gate plates. At the same time, the necessary value of the metal mass flow rate is determined by recalculating the data on the metal level in the intermediate ladle, the area of the through-hole in the aligned openings of the slide gate plates, taking into account the specific gravity of the cast steel equal to 7.0 t / m ³ .

Однако в процессе разливки в канале разливочного стакана происходит отложение неметаллических включений, находящихся в жидком металле, что вызывает уменьшение диаметра канала разливочного стакана и, как следствие, уменьшение весового расхода металла из промежуточного ковша. В этих условиях при уменьшении фактического расхода металла на 10-20% от необходимого значения уменьшают соответственно скорость вытягивания слитка из кристаллизатора на 10-20% от рабочего значения, а при уменьшении значения фактического расхода на 22-40% от рабочего значения производят смену разливочного стакана, после чего скорость вытягивания слитка увеличивают до рабочего значения. However, during the casting process, non-metallic inclusions located in the liquid metal are deposited in the channel of the pouring nozzle, which causes a decrease in the diameter of the channel of the nozzle and, as a result, a decrease in the mass flow rate of the metal from the tundish. Under these conditions, when the actual metal consumption is reduced by 10-20% of the required value, the speed of drawing the ingot from the mold is accordingly reduced by 10-20% of the operating value, and when the actual consumption is reduced by 22-40% of the operating value, the casting cup is changed after which the speed of drawing the ingot is increased to a working value.

При такой организации процесса непрерывной разливки не будут зарастать каналы разливочных стаканов сверх допустимых значений, что устранит необходимость снижения скорости вытягивания слитка. В этих условиях повышается стабильность формирования слитка в кристаллизаторе и зоне вторичного охлаждения, в слитках не образуются внутренние и наружные трещины, улучшается качество поверхности слитков. With this organization of the continuous casting process, the channels of the pouring nozzles will not overgrow in excess of the permissible values, which will eliminate the need to reduce the speed of drawing the ingot. Under these conditions, the stability of the formation of the ingot in the mold and the secondary cooling zone is increased, internal and external cracks do not form in the ingots, and the surface quality of the ingots improves.

В таблице приведены примеры осуществления способа непрерывной разливки металлов с различными технологическими параметрами. The table shows examples of the method of continuous casting of metals with various technological parameters.

В первом примере будет нарушаться стабильность формирования слитка и увеличиваться его брак вследствие значительного снижения скорости вытягивания слитка и весового расхода металла. In the first example, the stability of the formation of the ingot will be violated and its marriage will increase due to a significant decrease in the speed of drawing the ingot and the mass flow rate of the metal.

В пятом примере будет происходить преждевременная смена разливочного стакана, что увеличит расход огнеупоров. In the fifth example, a premature change of the pouring cup will occur, which will increase the consumption of refractories.

В шестом примере (прототип) будет повышаться брак слитков и снижаться стабильность процесса непрерывной разливки вследствие отсутствия контроля за протеканием металла через шиберный затвор и разливочный стакан. In the sixth example (prototype), the marriage of ingots will increase and the stability of the continuous casting process will decrease due to the lack of control over the flow of metal through the slide gate and the pouring glass.

В примерах 2...4 не будут зарастать каналы разливочных стаканов сверх допустимых значений, скорость вытягивания не будет снижаться сверх допустимых значений. In examples 2 ... 4, the channels of the pouring nozzles will not overgrow in excess of the permissible values, the drawing speed will not decrease in excess of the permissible values.

Применение способа позволяет повысить качество слитков на 2,2%, а также производительность процесса разливки на 1,6%. The application of the method improves the quality of the ingots by 2.2%, as well as the productivity of the casting process by 1.6%.

Claims (1)

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛОВ, включающий подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизатор через удлиненный разливочный стакан под уровень металла, измерение массы и уровня металла в промежуточном ковше, вытягивание слитка с рабочей и переменной скоростью, регулирование расхода металла из промежуточного ковша при помощи шиберного затвора и измерение уровня металла в кристаллизаторе, отличающийся тем, что в процессе непрерывной разливки измеряют величину перемещения плит шиберного затвора, определяют проходную площадь в совмещенных отверстиях шиберных плит, определяют разницу значений фактического и рабочего расходов металла через шиберный затвор и при уменьшении фактического расхода на 10 - 20% от рабочего значения уменьшают соответственно скорость вытягивания слитка на 10 - 20% , а при уменьшении фактического расхода до 22 - 40% от рабочего значения производят смену разливочного стакана, после чего увеличивают скорость вытягивания слитка до рабочего значения. METHOD FOR CONTINUOUS METAL CASTING, which includes supplying metal from an intermediate ladle to a mold through an elongated pouring nozzle to a metal level, measuring the mass and level of metal in an intermediate ladle, drawing an ingot at working and variable speed, controlling the flow of metal from an intermediate ladle using a slide gate and measuring the level of metal in the mold, characterized in that during the continuous casting process, the amount of movement of the slide gate plates is measured, the passage area is determined in the combined openings of the slide plates, the difference between the values of the actual and working flow rates of the metal through the slide gate is determined and, when the actual flow rate decreases by 10 - 20% of the working value, the ingot draw speed is correspondingly reduced by 10 - 20%, and when the actual flow rate is reduced to 22 - 40 % of the working value change the pouring cup, and then increase the speed of drawing the ingot to the working value.

Images