RU2490083C2 - Method of producing continuously-cast steel billets - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy. Proposed method comprises feeding of metal from steel teeming ladle into pony ladle and, further, into die, drawing the billet from said die and cooling it in secondary cooling zone in solid-liquid state with soft squeezing by roll knobbing. Soft squeezing at section of relative content of liquid phase f_L in two-phase zone at billet center in the range 0.1≤f_L≤0.5 is performed at the rate of 1.26-1.65 mm/min. Soft squeezing at section of relative content of liquid phase f_L in two-phase zone at billet center in the range 0.5≤f_L≤0.9 is performed at the rate of 0.5-1.25 mm/min.

EFFECT: higher quality of billets.

1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывному литью заготовок с мягким обжатием в твердожидком состоянии посредством пар роликов.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the continuous casting of preforms with soft compression in a solid-liquid state through pairs of rollers.

Известен способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный и далее в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки с заданной скоростью, охлаждением ее в зоне вторичного охлаждения с обжатием заготовки в твердожидком состоянии роликами. При этом скорость вытягивания по отношению к разливке без обжатия увеличивается, а обжатие осуществляют парами роликов в тянуще-обжимной клети, при этом определяют температуру поверхности и протяженность жидкой фазы заготовки, а давление в гидроцилиндрах для каждой пары роликов тянуще-обжимной клети устанавливают в зависимости от скорости вытягивания, температуры поверхности заготовки и марки разливаемой стали (RU 2226138, B22D 11/12).A known method for the continuous casting of billets, comprising supplying metal from a steel pouring ladle to an intermediate ladder and then to a mold, pulling a billet from it at a given speed, cooling it in a secondary cooling zone with compression of the billet in a solid-liquid state by rollers. In this case, the drawing speed with respect to casting without compression increases, and the compression is carried out by pairs of rollers in a pull-crimp stand, while the surface temperature and the length of the liquid phase of the workpiece are determined, and the pressure in the hydraulic cylinders for each pair of rollers of the pull-crimp stand is set depending on drawing speed, surface temperature of the workpiece and the grade of cast steel (RU 2226138, B22D 11/12).

Недостатком этого способа является невозможность достижения необходимой скорости обжатия отливаемой заготовки из-за короткой протяженности зоны "мягкого обжатия" в тянущей клети на 4 парах роликов. Кроме того, указанный способ ориентирован на конкретную МНЛЗ и узкий скоростной диапазон разливки, что существенно ограничивает область его применения.The disadvantage of this method is the inability to achieve the necessary compression rate of the cast billet due to the short length of the zone of "soft compression" in the pulling stand on 4 pairs of rollers. In addition, this method is focused on a specific continuous casting machine and a narrow casting speed range, which significantly limits its scope.

Наиболее близким по технической сущности и выбранный в качестве прототипа является способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный и далее в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки, охлаждение в зоне вторичного охлаждения, мягкое обжатие в твердожидком состоянии посредством пар роликов, при этом обжатие заготовки в каждой паре роликов осуществляют по зависимостиThe closest in technical essence and selected as a prototype is a method for continuous casting of billets, which includes supplying metal from a steel ladle to an intermediate ladder and further to a mold, drawing billets from it, cooling in a secondary cooling zone, soft compression in a solid-liquid state by means of pairs of rollers, this compression of the workpiece in each pair of rollers is carried out according to

ΔU_SR=k₁k₂Δν_SR при относительном содержании жидкой фазы f_L в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,25≤f_L≤0,75,ΔU _SR = k ₁ k ₂ Δν _SR with the relative content of the liquid phase f _L in the two-phase zone in the center of the workpiece within 0.25≤f _L ≤0.75,

где k₁=1,5-5,5 - коэффициент, учитывающий поперечное деформирование материала в двухфазной зоне при обжатии и зависящий от относительного содержания жидкой фазы в центральной зоне заготовки;where k ₁ = 1,5-5,5 - coefficient taking into account the transverse deformation of the material in the two-phase zone during compression and depending on the relative content of the liquid phase in the Central zone of the workpiece;

k₂=2,2-4,1 - коэффициент, учитывающий деформирование затвердевшей корочки заготовки и зависящий от отношения размера двухфазной зоны в соответствующей роликовой паре к толщине заготовки;k ₂ = 2.2-4.1 - coefficient taking into account the deformation of the hardened crust of the workpiece and depending on the ratio of the size of the two-phase zone in the corresponding roller pair to the thickness of the workpiece;

Δν_SR - полная усадка заготовки при затвердевании металла в соответствующей роликовой паре, мм (RU 2269395, B22D 11/12).Δν _SR - complete shrinkage of the workpiece during solidification of the metal in the corresponding roller pair, mm (RU 2269395, B22D 11/12).

Недостатком этого способа является то, что мягкое обжатие заготовки на всем протяжении эффективного интервала обжатия осуществляется с одинаковой интенсивностью, что приведет к образованию внутренних трещин или образованию в центральной зоне рыхлости и химической неоднородности, что ухудшит качество непрерывнолитой заготовки.The disadvantage of this method is that the soft compression of the workpiece throughout the effective compression interval is carried out with the same intensity, which will lead to the formation of internal cracks or the formation in the central zone of friability and chemical heterogeneity, which will degrade the quality of continuously cast billets.

Технический результат от использования данного изобретения заключается в повышения качества непрерывнолитой заготовки.The technical result from the use of this invention is to improve the quality of continuously cast billets.

Указанный технический эффект достигается тем, что в способе непрерывного литья заготовок, включающем подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш и далее в кристаллизатор, вытягивание из кристаллизатора заготовки, охлаждение в зоне вторичного охлаждения, мягкое обжатие заготовки в твердожидком состоянии посредством пар роликов, согласно изобретению мягкое обжатие заготовки на участке с относительным содержанием жидкой фазы f_L в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,1≤f_L≤0,5 производят со скоростью 1,26-1,65 мм/мин, а на участке с относительным содержанием жидкой фазы f_L в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,5<f_L≤0,9 производят со скоростью 0,5-1,25 мм/мин.The specified technical effect is achieved by the fact that in the method of continuous casting of billets, comprising supplying metal from a steel pouring ladle to an intermediate ladle and further to the mold, drawing the billet from the mold, cooling in the secondary cooling zone, soft compression of the billet in a solid-liquid state by means of pairs of rollers according to the invention soft-reduction portion on the workpiece with a relative content of the liquid phase f _L in the two-phase zone at the center of the workpiece within 0,1≤f _L ≤0,5 produce at a speed of 1,26-1,65 mm / in, and the area with the relative content of f _L of the liquid phase in a two phase zone in the workpiece within 0.5 <f _L ≤0,9 produced at a rate 0.5-1.25 mm / min.

Сущность предлагаемого способа организации режима "мягкого обжатия" при непрерывной разливке слябовых заготовок заключается в создании необходимого ферростатического давления на фронте кристаллизации, позволяющего эффективно произвести заполнение образовывающихся усадочных пустот (пор) жидким расплавом на участке заключительной кристаллизации заготовки.The essence of the proposed method of organizing the mode of "soft reduction" during continuous casting of slab billets is to create the necessary ferrostatic pressure at the crystallization front, which effectively fills the resulting shrinkage voids (pores) with liquid melt in the final crystallization section of the billet.

Диапазон скорости обжатия заготовки 1,26-1,65 мм/мин на участке с относительным содержанием жидкой фазы f_L в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,1≤f_L≤0,5 объясняется гидродинамическими процессами, протекающими в двухфазной зоне, и ее проницаемостью. При скорости обжатия менее 1,26 мм/мин не будет обеспечена необходимая интенсивность сближения фронтов кристаллизации для создания давления в двухфазной зоне, позволяющего преодолеть сопротивление со стороны кристаллической структуры, в следствии чего будет увеличиваться концентрация пор, что ухудшит качество макроструктуры заготовки. При скорости обжатия более 1,65 мм/мин из-за возникновения пластических деформаций на поверхности заготовки будут образовываться трещины, что ухудшит качество поверхности заготовки.The range of compression of the workpiece 1.26-1.65 mm / min in the area with a relative content of the liquid phase f _L in the two-phase zone in the center of the workpiece in the range 0.1≤f _L ≤0.5 is explained by the hydrodynamic processes occurring in the two-phase zone, and its permeability. At a reduction rate of less than 1.26 mm / min, the necessary intensity of approaching the crystallization fronts will not be provided to create pressure in the two-phase zone, which allows overcoming the resistance from the side of the crystal structure, as a result of which the pore concentration will increase, which will degrade the quality of the workpiece macrostructure. At a reduction rate of more than 1.65 mm / min due to the occurrence of plastic deformation, cracks will form on the surface of the workpiece, which will degrade the quality of the surface of the workpiece.

Диапазон скорости обжатия заготовки 0,50-1,25 мм/мин на участке с относительным содержанием жидкой фазы f_L в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,5<f_L≤0,9 объясняется гидродинамическими процессами, протекающими в двухфазной зоне, ее проницаемостью и пластичностью. При скорости обжатия менее 0,50 мм/мин не будет обеспечена необходимая интенсивность сближения фронтов кристаллизации для создания давления в двухфазной зоне, позволяющего преодолеть сопротивление со стороны кристаллической структуры, вследствие чего будет увеличиваться концентрация пор, что ухудшит качество макроструктуры заготовки. При скорости обжатия более 1,25 мм/мин из-за возникновения пластических деформаций на фронте кристаллизации будут образовываться внутренние трещины, что ухудшит качество макроструктуры заготовки.The compression range of the workpiece 0.50-1.25 mm / min in the area with the relative content of the liquid phase f _L in the two-phase zone in the center of the workpiece in the range of 0.5 <f _L ≤0.9 is explained by the hydrodynamic processes occurring in the two-phase zone, its permeability and ductility. At a reduction rate of less than 0.50 mm / min, the necessary intensity of convergence of the crystallization fronts will not be provided to create pressure in the two-phase zone, which allows overcoming the resistance from the side of the crystal structure, as a result of which the pore concentration will increase, which will degrade the quality of the workpiece macrostructure. At a compression rate of more than 1.25 mm / min, internal cracks will form at the crystallization front due to the occurrence of plastic deformations, which will degrade the quality of the workpiece macrostructure.

Заявляемый способ непрерывного литья заготовок был опробован при разливке стали на одноручьевой слябовой МНЛЗ криволинейного типа. В процессе непрерывного литья заготовок толщиной 300 мм из стали марки К60 со скоростью вытягивания 0,8 м/мин на горизонтальном участке роликового полотна в двух сегментах, состоящих из семи пар роликов каждый, производили мягкое обжатие заготовки.The inventive method for continuous casting of billets was tested when casting steel on a single-strand slab continuous casting machine of curvilinear type. In the process of continuous casting of preforms with a thickness of 300 mm from K60 steel with a draw speed of 0.8 m / min on a horizontal section of the roller web in two segments, consisting of seven pairs of rollers each, the workpiece was gently crimped.

Результаты использования предлагаемого изобретения на Магнитогорском металлургическом комбинате и отличающегося от заявляемого способа непрерывного литья заготовок приведены в таблице.The results of using the proposed invention at the Magnitogorsk Iron and Steel Works and differing from the proposed method for continuous casting are shown in the table.

Из таблицы видно, что результат использования предлагаемого изобретения на Магнитогорском металлургическом комбинате позволил получать слябы с минимальной степенью развития дефектов «осевая рыхлость» и «трещины, перпендикулярные граням» и отсутствием дефектов.The table shows that the result of the use of the invention at the Magnitogorsk Iron and Steel Works allowed to obtain slabs with a minimum degree of development of defects "axial friability" and "cracks perpendicular to the faces" and the absence of defects.

ТаблицаTable Результаты оценки качества макроструктуры при разливке с различной скоростью мягкого обжатияThe results of the assessment of the quality of the macrostructure during casting with different speeds of soft reduction Режим мягкого обжатияSoft Compression Mode Скорость обжатия в выбранных динамической моделью сегментах, мм/минCompression speed in segments selected by the dynamic model, mm / min Количество темплетов, со степенью развития дефектов не более 1 балла, %The number of templates, with the degree of development of defects no more than 1 point,% Количество слябов с поверхностными дефектами, %The number of slabs with surface defects,% 1 сегмент (0,5<f_L≤0,9)1 segment (0.5 <f _L ≤0.9) 2 сегмент (0,1<f_L≤0,5)2 segment (0.1 <f _L ≤0.5) «Осевая рыхлость»"Axial friability" «Трещины перпендикулярные граням»"Cracks perpendicular to the faces" Заявляемый способ непрерывного литья заготовокThe inventive method of continuous casting 0,5000,500 1,2601,260 4040 9090 00 0,8750.875 1,4551,455 5454 8585 00 1,2501,250 1,6251,625 30thirty 6060 00 Отличающийся от заявленного способаDifferent from the claimed method 0,470.47 1,01,0 11eleven 9292 00 0,450.45 1,71.7 77 3333 77 1,301.30 1,11,1 00 3636 11eleven 1,301.30 1,71.7 00 2828 20twenty

Claims (1)

Способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш и далее в кристаллизатор, вытягивание из кристаллизатора заготовки, охлаждение в зоне вторичного охлаждения, мягкое обжатие заготовки в твердожидком состоянии посредством пар роликов, отличающийся тем, что мягкое обжатие заготовки на участке с относительным содержанием жидкой фазы f_L в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,1≤f_L≤0,5 производят со скоростью 1,26-1,65 мм/мин, а на участке с относительным содержанием жидкой фазы f_L, в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,5≤f_L≤0,9 производят со скоростью 0,5-1,25 мм/мин. A method of continuous casting of billets, comprising supplying metal from a steel pouring ladle to the intermediate ladle and further to the mold, drawing the billet from the mold, cooling in the secondary cooling zone, soft compression of the workpiece in a solid-liquid state by means of pairs of rollers, characterized in that the soft compression of the workpiece in the section with the relative content of the liquid phase f _L in the two-phase zone in the center of the workpiece within 0.1≤f _L ≤0.5 is produced at a speed of 1.26-1.65 mm / min, and in the area with the relative content of liquid f the basics of f _L , in a two-phase zone in the center of the workpiece within 0.5≤f _L ≤0.9 produce at a speed of 0.5-1.25 mm / min