RU2145267C1 - Method for making continuously cast billets - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgical production, namely metal continuous casting. SUBSTANCE: method comprises steps of forming curvilinear surface of wide face in mold and then in secondary cooling zone acting upon solidified skin of double-phase ingot for straightening its surface in direction of protrusion of dividing roller; providing constant length of surface of wide face of ingot from time moment of forming ingot until making rectilinear surface of divided ingot and calculating it according to formula: L_kp= L_kp•(n+1)+2(L_pr+h_pp)•n, where L_pz- length of surface of wide face of divided billet, mm; n - number of dividing protrusions of dividing roller; L_pr- length of working portion of dividing roller, mm; h_pp- width of upper face of dividing roller, mm. EFFECT: possibility of making high quality ingot due to reduced cracking at local action upon skin of solidified ingot with lower degree of segregation processes, increased rate of metal casting. 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургическому производству, конкретно к получению заготовок путем непрерывной разливки стали. The invention relates to metallurgical production, specifically to the production of billets by continuous casting of steel.

Известен способ непрерывной разливки стали, включающий подачу жидкого металла в кристаллизатор, вытягивание кристаллизующегося слитка с формированием криволинейной поверхности широкой грани и последующее охлаждение слитка и его разделение. A known method of continuous casting of steel, including the supply of molten metal to the mold, drawing a crystallizing ingot with the formation of a curved surface of a broad face and subsequent cooling of the ingot and its separation.

Для осуществления способа применяется кристаллизатор, содержащий четыре стенки, образующие внутреннюю полость, на рабочих поверхностях широких стенок расположены выступы (авт.св. 1091988, B 22 D 11/04, 1984). To implement the method, a mold is used, containing four walls forming an internal cavity, protrusions are located on the working surfaces of the wide walls (ed. St. 1091988, B 22 D 11/04, 1984).

Недостатком известного способа и конструкции является образование продольных трещин, происходит выход ликвационной зоны на поверхность реза. The disadvantage of this method and design is the formation of longitudinal cracks, there is an exit of the segregation zone to the surface of the cut.

Наиболее близким техническим решением является способ непрерывной разливки стали, включающий подачу жидкого металла в кристаллизатор, вытягивание слитка с формированием ужимин на поверхности широкой грани путем локальной деформации твердой корочки заготовки и продольное разделение заготовки на части по месту деформации (авт.св. 1458071, B 22 D 11/126, 1989). The closest technical solution is the method of continuous casting of steel, including the supply of molten metal to the mold, drawing an ingot with the formation of notches on the surface of a wide face by local deformation of the hard crust of the workpiece and the longitudinal separation of the workpiece into parts at the place of deformation (ed. St. 1458071, B 22 D 11/126, 1989).

Однако предлагаемый способ непрерывной разливки не позволяет получить качественный слиток, обеспечивающий высокие прочностные свойства сортового и профильного проката, вследствие сильно развитой ликвации элементов, химической неоднородности, неудовлетворительной внутренней структуры. However, the proposed method of continuous casting does not allow to obtain a high-quality ingot that provides high strength properties of long products and profile rolled products due to the highly developed segregation of elements, chemical heterogeneity, and unsatisfactory internal structure.

Кроме того, локальная деформация слитка после кристаллизатора ведет к утонению его твердой корочки и возможному разрыву, что ограничивает применение указанного способа. In addition, local deformation of the ingot after the mold leads to thinning of its hard crust and possible rupture, which limits the application of this method.

Техническим результатом предлагаемого решения является разработка способа непрерывного литья заготовок, позволяющего получить качественный слиток за счет уменьшения трещинообразования при локальном воздействии на корочку кристаллизующегося слитка, с низким уровнем ликвационных процессов, а также увеличение скорости разливки стали. The technical result of the proposed solution is the development of a method for continuous casting of billets, which allows to obtain a high-quality ingot by reducing crack formation with a local effect of a crystallizing ingot on the crust, with a low level of segregation processes, as well as an increase in the speed of steel casting.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения непрерывнолитых заготовок, включающем получение в кристаллизаторе слитка с криволинейной поверхностью широкой грани и последующее воздействие на твердую корочку двухфазного слитка, криволинейную поверхность слитка выпрямляют с помощью разделительных роликов, вытягивая ее в зону выступа разделительного ролика. Поддерживающую часть разделительного ролика устанавливают по верхней границе криволинейной поверхности, при этом длину поверхности широкой грани поперечного сечения слитка обеспечивают постоянной от момента формирования слитка до получения прямолинейной поверхности разделенной заготовки и равной
L_кр = L_рз • (n + 1) + 2(L_рч + h_рр) • n,
где L_рз - длина поверхности широкой грани разделенной заготовки, мм;
n - число разделительных выступов разделительного ролика;
L_рч - длина рабочей части разделительного ролика, мм;
h_рр - ширина верхней грани разделительного ролика, мм.The specified technical result is achieved in that in the method for producing continuously cast billets, which includes producing an ingot with a curved surface of a wide face in the mold and subsequent exposure of the two-phase ingot to the hard crust, the curved surface of the ingot is straightened using dividing rollers, pulling it into the protrusion zone of the dividing roller. The supporting part of the separation roller is set along the upper boundary of the curved surface, while the length of the surface of the wide face of the cross section of the ingot is constant from the moment the ingot is formed until the rectilinear surface of the divided workpiece is obtained and equal to
L _cr = L _pz • (n + 1) + 2 (L _pch + h _pp ) • n,
where L _rz - the surface length of the wide face of the divided workpiece, mm;
n is the number of separating protrusions of the separating roller;
L _RF - the length of the working part of the separation roller, mm;
h _pp - the width of the upper face of the separation roller, mm

Выпрямление поверхности слитка может выполняться одним разделительным роликом или их группой до получения прямолинейной поверхности разделенного слитка. The straightening of the surface of the ingot can be performed by one dividing roller or a group thereof until a rectilinear surface of the divided ingot is obtained.

На чертежах изображено:
фиг. 1 - поперечное сечение слитка с криволинейной поверхностью широкой грани, получаемой в кристаллизаторе машины непрерывного литья заготовок;
фиг. 2 - поперечное сечение разделяемого слитка во время промежуточного вытягивания криволинейной поверхности в зону выступа разделительного ролика;
фиг. 3 - поперечное сечение разделенного слитка.The drawings show:
FIG. 1 is a cross-sectional view of an ingot with a curved surface of a wide face obtained in the mold of a continuous casting machine;
FIG. 2 is a cross-sectional view of a shared ingot during an intermediate stretching of a curved surface into the protrusion zone of the separation roller;
FIG. 3 is a cross section of a divided ingot.

Жидкий металл 1 (фиг. 1) подается в водоохлаждаемый кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок, при этом внутренняя поверхность кристаллизатора по широкой грани имеет криволинейную форму. Из кристаллизатора вытягивают слиток, имеющий твердую корочку 2 и жидкую сердцевину 1. Поверхность широкой грани имеет криволинейную форму в виде выступов и впадин, повторяющую форму внутренней поверхности кристаллизатора. The liquid metal 1 (Fig. 1) is fed into the water-cooled mold of the continuous casting machine, while the inner surface of the mold has a curved shape along a wide face. An ingot having a hard crust 2 and a liquid core 1 is pulled from the mold. The surface of the wide face has a curved shape in the form of protrusions and depressions, repeating the shape of the inner surface of the mold.

Вытягиваемый слиток в зоне вторичного охлаждения подвергается воздействию последовательно установленными разделительными роликами 4. Разделительные выступы роликов установлены в местах последующего продольного разделения слитка на заготовки. The drawn ingot in the secondary cooling zone is exposed to sequentially installed dividing rollers 4. The dividing protrusions of the rollers are installed in the places of the subsequent longitudinal separation of the ingot into billets.

Поддерживающую часть 5 разделительного ролика устанавливают по верхней границе криволинейной поверхности слитка. The supporting part 5 of the separation roller is set along the upper boundary of the curved surface of the ingot.

Выступы разделительного ролика воздействуют на твердую корочку закристаллизовавшегося слитка по месту впадины на его поверхности, углубляют впадину, при этом происходит выпрямление криволинейной поверхности слитка в зону выступа разделительного ролика за счет растягивающих усилий. The protrusions of the separation roller act on the hard crust of the crystallized ingot in the place of the depression on its surface, deepen the depression, and the curved surface of the ingot is straightened into the protrusion zone of the separation roller due to tensile forces.

В процессе воздействия на поверхность слитка разделительными роликами ферростатическое давление жидкой фазы слитка способствует выпрямлению поверхности, однако установленная по верхней границе криволинейной поверхности слитка поддерживающая часть разделительного ролика не позволяет значительно увеличиваться выпуклостям и происходит сглаживание поверхности. In the process of acting on the surface of the ingot with dividing rollers, the ferrostatic pressure of the liquid phase of the ingot helps to straighten the surface, however, the supporting part of the dividing roller installed along the upper boundary of the curved surface of the ingot does not allow the bulges to increase significantly and the surface is smoothed.

Кроме того, при формировании криволинейной поверхности слитка зерна кристаллизующегося металла образуют решетчатую (сетчатую) структуру, а не зону столбчатых дендритов, тем самым способствуя заложению большего числа центров кристаллизации. Поэтому получается более прочная поверхность твердой корочки слитка, которая при дальнейшем выпрямлении не приводит к утонению корочки и ее разрыву. In addition, during the formation of a curved surface of the ingot, the grains of crystallizing metal form a lattice (mesh) structure, rather than a zone of columnar dendrites, thereby contributing to the laying of a greater number of crystallization centers. Therefore, a more solid surface of the solid crust of the ingot is obtained, which upon further straightening does not lead to thinning of the crust and its rupture.

Обязательным условием осуществления способа является то, что длину поверхности широкой грани поперечного сечения слитка поддерживают постоянной от момента формирования слитка в кристаллизаторе до получения прямолинейной поверхности разделенной заготовки. Условие постоянства длины обеспечивает получение качественного слитка при воздействии на него разделительного ролика, не происходит трещинообразование и разрывов. A prerequisite for the implementation of the method is that the surface length of the wide face of the cross section of the ingot is kept constant from the moment the ingot is formed in the mold to obtain a rectilinear surface of the divided workpiece. The condition of constant length ensures the production of a high-quality ingot when exposed to a dividing roller; cracking and tearing do not occur.

Кроме того, за счет переохлаждения сляба, образующегося в местах перемычек - выступов разделительного ролика, ликвационная зона не выходит на границу отделенной части заготовки, а сосредотачивается в ее центре. In addition, due to the overcooling of the slab formed in the places of the lintels - protrusions of the separation roller, the segregation zone does not extend to the boundary of the separated part of the preform, but concentrates in its center.

Пример конкретного выполнения способа. An example of a specific implementation of the method.

Разливают малоуглеродистую сталь 08 сп в слиток с дальнейшим его разделением. The low-carbon steel 08 cp is poured into an ingot with its further separation.

На поверхности широкой грани кристаллизатора выполняют ребра, формирующие при заливке и кристаллизации металла криволинейную поверхность слитка. Длина широкой грани кристаллизатора 1540 мм, узкой грани - 250 мм. На широких гранях выполнены по 14 ребер в форме полукруга, радиусом 10 мм и расстоянием между ними 20 мм. Поверхность широкой грани слитка после кристаллизатора подвергают воздействию и выпрямлению с помощью одного разделительного выступа разделительного ролика до получения прямолинейной поверхности разделенного слитка, который в данном случае делится на два блюма. On the surface of the wide face of the mold, ribs are formed that, when casting and crystallizing the metal, form a curved surface of the ingot. The length of the wide face of the mold is 1540 mm, the narrow face is 250 mm. On wide faces, 14 ribs in the form of a semicircle with a radius of 10 mm and a distance between them of 20 mm are made. The surface of the wide facet of the ingot after the mold is exposed and straightened with one separating protrusion of the separating roller until a rectilinear surface of the divided ingot is obtained, which in this case is divided into two blooms.

По результатам исследования макроструктуры полученных блюмов установлено, что отсутствуют расслой и трещины на поверхности, менее выражена осевая ликвация. Использование предложенного способа позволяет получить заготовки улучшенного качества. According to the results of a study of the macrostructure of the obtained blooms, it was established that there are no delamination and cracks on the surface, axial segregation is less pronounced. Using the proposed method allows to obtain blanks of improved quality.

Claims (1)

Способ получения непрерывнолитых заготовок, включающий формирование в кристаллизаторе двухфазного слитка с криволинейной поверхностью твердой корочки по широкой грани и последующее воздействие на твердую корочку для ее выпрямления, отличающийся тем, что криволинейную поверхность твердой корочки выпрямляют с помощью, по крайней мере, одного разделительного ролика с выступом и, по крайней мере, одного поддерживающего ролика, вытягивая корочку в зону выступа разделительного ролика, при этом поддерживающий ролик устанавливают по верхней границе криволинейной поверхности, а длину поверхности широкой грани в поперечном сечении слитка устанавливают постоянной от момента формирования слитка до получения прямолинейной поверхности разделенного слитка и рассчитывают по формуле
L_кр=L_рз(n+1)+2(L_рч+h_рр)•n,
где L_рз - длина поверхности широкой грани разделенной заготовки, мм;
n - число разделительных выступов разделительного ролика;
L_рч - длина рабочей части разделительного ролика, мм;
h_рр - ширина верхней грани разделительного ролика, мм.A method for producing continuously cast billets, including forming a two-phase ingot in a crystallizer with a curved surface of a hard crust along a wide face and subsequent exposure to a hard crust to straighten it, characterized in that the curved surface of a hard crust is straightened using at least one dividing roller with a protrusion and at least one support roller, pulling the crust into the area of the protrusion of the separation roller, while the support roller is installed on the top nth boundary of the curved surface, and the length of the surface of the wide face in the cross section of the ingot is set constant from the moment the ingot is formed until the rectilinear surface of the divided ingot is obtained and calculated by the formula
L _cr = L _pz (n + 1) +2 (L _pch + h _pp ) • n,
where L _rz - the surface length of the wide face of the divided workpiece, mm;
n is the number of separating protrusions of the separating roller;
L _RF - the length of the working part of the separation roller, mm;
h _pp - the width of the upper face of the separation roller, mm

Images