SU916058A1 - Semikilled steel pouring method - Google Patents

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к сталеплавильному производству, и может быть использовано при отД1ивке слитков полуспокойной стали.The invention relates to metallurgy, in particular to steelmaking, and can be used in the removal of semi-quiet steel ingots.

Известен способ разливки полуспокойной стали со скоростью 0,8—1,5 м/мин, включающий подачу металла в изложницу полной струей. Полученные слитки характеризуются наличием поверхностей зоны подкорковых пузырей толщиной до 10—12 мм, распространяющейся на 70—85% высоты слитка, считая от его нижнего торца. В верхней части слитка (15—30% высоты) ширина зоны подкорковых пузырей достигает 20—65 мм. Такое строение слитка определяется тем, что на высоте до 70—85% ферростатическое давление металлу препятствует газообразованию и росту пузырей. В то же время, в верхней части слитка ферростатическое давление недостаточно для того, чтобы приостановить выделение газов и рост пузырей [1].There is a method of pouring semi-quiescent steel at a speed of 0.8-1.5 m / min, including the supply of metal into the mold by a full jet. The obtained ingots are characterized by the presence of surfaces of the zone of subcortical bubbles up to 10-12 mm thick, extending to 70-85% of the height of the ingot, counting from its lower end. In the upper part of the ingot (15-30% of height) the width of the zone of subcortical blisters reaches 20-65 mm. This structure of the ingot is determined by the fact that at a height of up to 70-85% the ferrostatic pressure of the metal prevents gas formation and the growth of bubbles. At the same time, in the upper part of the ingot the ferrostatic pressure is not enough to stop the evolution of gases and the growth of bubbles [1].

Вследствие того, что пузыри располагаются непосредственно у самой поверхности, они вскрываются в процессе нагрева слитков в колодцах, что является при2Due to the fact that the bubbles are located directly on the surface, they are opened during the heating of the ingots in the wells, which is at 2

чиной образования грубых рванин на поверхности раската. Для улучшения структуры поверхностного слоя повышают степень раскисленности. Однако при превышении некоторого оптимального уровняthe formation of coarse flaws on the surface of the roll. To improve the structure of the surface layer increases the degree of deacidification. However, when exceeding some optimal level

5 раскисленности в головной части слитка формируется концентрированная усадочная раковина, резко увеличивающая величину головной обрези (на 3—20%).5 The deoxidation in the head part of the ingot forms a concentrated shrinkage shell, which sharply increases the size of the head trim (by 3-20%).

Известен также способ разливки, в ко₁₀ тором для улучшения качества поверхности слитка увеличивается скорость разливки полуспокойной стали до 4 м/мин. При этом за счет более быстрого возрастания ферростатического давления на 70—85% высоты слитка ширина зоны пузырей умень15 шается на 1—2 мм, в результате чего они полностью удаляются в окалину при нагреве слитков. В процессе прокатки из этой части слитка рванины не образуются и необходимость в зачистке поверхностиAnother known method of casting a torus to ₁₀ to improve the quality of the ingot surface is increased casting speed steel semikilled to 4 m / min. At the same time, due to the faster increase of the ferrostatic pressure by 70–85% of the ingot height, the width of the bubble zone decreases by 1–2 mm, as a result of which they are completely removed into the scale when the ingots are heated. During the rolling process, flaws from this part of the ingot are not formed and the need to clean the surface

₂₀ отсутствует [2]. _{20 is} missing [2].

Однако увеличение скорости разливки до указанных, а также и более высоких значений практически не улучшйет структуру поверхностной зоны в головной части слитка.However, an increase in the casting speed to the indicated, as well as higher values practically does not improve the structure of the surface zone in the head part of the ingot.

916058916058

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ отливки кипящей стали, включающий торможение струи при отливке верхней части слитка [3]. Однако данный способ также не дает возможность получить качественный слифок.The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is the method of casting boiling steel, including the braking of the jet during the casting of the upper part of the ingot [3]. However, this method also does not allow to get high-quality slifok.

Цель изобретения — улучшение качества слитка и снижение головной обрези.The purpose of the invention is to improve the quality of the ingot and reduce the head trim.

Указанная цель достигается тем, что в способе разливки полуспокойной стали, включающем торможение струи металла при формировании головной части слитка, предварительно отливают полной струей контрольный слиток и определяют продолжительность искрения металла после окончания разливки, а при отливке последующих слитков начало процесса торможения струи и соотношение расхода металла приторможенной и полной струей регулируют в зависимости от продолжительности искрения контрольного слитка.This goal is achieved by the fact that in the method of casting quiescent steel, which includes braking the metal jet during the formation of the ingot head, the control ingot is cast with a full jet and determine the duration of the metal sparking after the end of the casting, and during the casting of the next ingot braked and full jet regulate depending on the duration of the sparking control of the ingot.

При продолжительности искрения контрольного слитка менее 5 с торможение струи начинают при заполнении изложницы на высоту, равную 0,7 полной высоты слитка, а при увеличении продолжительности искрения на каждые 5 с уровень металла в изложнице, соответствующий началу торможения струи, повышают на 0,03—0,05 высоты слитка.When the duration of the arcing of the control ingot is less than 5 s, braking of the jet begins when the mold is filled to a height equal to 0.7 of the full height of the ingot, and with increasing the duration of the arcing for every 5 seconds, the metal level in the mold corresponding to the beginning of the jet braking increases by 0.03— 0.05 ingot height.

При уровне начала торможения струи металла, равном 0,7 полной высоты слитка, соотношение расхода металла приторможенной и полной струей составляет 0,3— 0,4 а при повышении уровня на каждые 0,05 высоты слитка это соотношение увеличивают на 0,08—0,10.When the level of the beginning of braking of the metal jet, equal to 0.7 of the full height of the ingot, the ratio of the metal consumption to the braked and full jet is 0.3— 0.4; and with increasing the level for every 0.05 of the height of the ingot, this ratio increases by 0.08—0 ,ten.

Способ позволяет повысить степень раскисления разливаемой стали, а следовательно, улучшить структуру слитка за счет уменьшения ширины зоны подкорковых пузырей и исключить формирование концентрированной усадочной раковины.The method allows to increase the degree of deoxidation of cast steel, and therefore, to improve the structure of the ingot by reducing the width of the zone of subcortical bubbles and eliminate the formation of a concentrated shrinkage shell.

Это объясняется как снижением степени раскисленности подаваемого в этот период металла за счет более интенсивного окисления струи кислородом воздуха, так и дополнительной компенсацией усадки металла непосредственно в процессе отливки за счет увеличения продолжительности последней. При торможении струи увеличивается время воздействия кислорода воздуха на металл. Кроме того, поскольку при торможении степень дробления струи увеличивается, повышается эффективность усвоения кислорода из воздуха. Учитывая, что это воздействие имеет место при заполнении верхней части слитка, когда формирование коркового слоя до уровня 0,7—0,85 высоты слитка уже практически закончено, снижение степени раскисленности влияет только на макроструктуру головной части слитков, уменьшает степень концентрации усадочной раковины и не увеличивает ширину зоны пузырей на нижерасположенных горизонтах. Дополнительная компенсация усадки снижает только степень концентрации усадочной раковины, не оказывая отрицательного влияния на структуру поверхностного слоя.This is due both to a decrease in the degree of deoxidation of the metal supplied during this period due to more intense oxidation of the jet by oxygen in the air, and additional compensation for the shrinkage of the metal directly during the casting process due to an increase in the duration of the latter. When braking the jet increases the time of exposure to oxygen to the metal. In addition, since the degree of fragmentation of the jet increases during braking, the efficiency of oxygen absorption from the air increases. Considering that this effect occurs when the upper part of the ingot is filled, when the formation of the cortical layer to a level of 0.7–0.85 is almost complete, the reduction in the degree of deoxidation affects only the macrostructure of the head part of the ingot, reduces the concentration of the shrinkage shell and does not increases the width of the bubble zone in the lower horizons. Additional shrinkage compensation only reduces the concentration of the shrinkage shell, without adversely affecting the structure of the surface layer.

Для получения максимального эффекта степень дополнительного воздействия на металл путем торможения струи при отливке верхней части слитка должна определяться с учетом его исходной раскисленности.To obtain the maximum effect, the degree of additional impact on the metal by braking the jet during the casting of the upper part of the ingot should be determined taking into account its initial deacidification.

Достаточно надежным объективным показателем степени раскисленности полуспокойной стали является длительность искрения металла в головной части слитка после конца отливки. В качестве индикатора длительности искрения выбран контрольный слиток, отливаемый полной струей без торможения. Это позволяет определить длительность искрения в качестве контрольного параметра для данных условий разливки.A sufficiently reliable objective indicator of the degree of deoxidation of semi-quiet steel is the duration of the metal sparking in the head part of the ingot after the end of the casting. As an indicator of the duration of the sparking selected control ingot, cast a full jet without braking. This makes it possible to determine the duration of the sparking as a control parameter for given casting conditions.

Выбор уровня начала торможения, соответствующего 0,7 полной высоты слитка, определяется тем, что при уменьшении этой величины отрицательное влияние торможения начинает сказываться на структуре коркового слоя. Причины этого изложены выше и в основном они сводятся к тому, что на уровне ниже 0,7 высоты слитка на структуру пузыристой зоны значительное влияние оказывает величина ферростатического давления. Начало торможения на указанном уровне производится при максимальной раскисленности (искрения до 5 с).The choice of the level of the beginning of inhibition, corresponding to 0.7 of the full height of the ingot, is determined by the fact that as this value decreases, the negative effect of inhibition begins to affect the structure of the cortical layer. The reasons for this are outlined above and basically they boil down to the fact that at a level below 0.7 in height of the ingot, the size of the ferrostatic pressure has a significant effect on the structure of the bubbly zone. The start of braking at the indicated level is performed at maximum deacidification (sparking up to 5 s).

При повышении степени раскисленности (что проявляется в увеличении длительности искрения) дополнительное окисление металла струи следует уменьшить, что достигается снижением времени торможения за счет начала его на более высоком уровне. Нижний предел установленного диапазона изменения уровня начала торможения (0,03 высоты) определен исходя из того, что при уменьшении указанного пара· метра возможно чрезмерное окисление металла струи, что приводит к появлению свищей и рослости, являющихся причиной дополнительной головной обрези при прокатке слитков.With an increase in the degree of deacidification (which is manifested in an increase in the duration of the sparking), additional oxidation of the metal of the jet should be reduced, which is achieved by reducing the deceleration time due to its onset at a higher level. The lower limit of the established range for changing the level of the beginning of braking (0.03 height) is determined based on the fact that if the specified pair is reduced · meter, excessive oxidation of the metal of the jet is possible, which leads to fistulas and growth, which cause additional head trimmings when rolling ingots.

Величина верхнего предела (0,05 высоты) выбрана из условия обеспечения достаточного насыщения металла кислородом воздуха. При более высоком значении указанного параметра степень окисления струи оказывается недостаточной для предотвращения формирования усадочной раковины.The value of the upper limit (0.05 height) is chosen from the condition of ensuring sufficient metal saturation with oxygen. At a higher value of the specified parameter, the degree of jet oxidation is insufficient to prevent the formation of a shrinkage shell.

Минимальная степень торможения струи (0,3-0,4) принята как для обеспечения заданной продолжительности окисления струи, так и и создания оптимальной степени его дробления. При степени торможения ниже 0,3 струя получается настолько плохо организованной, что происходит замета'лли916058The minimum degree of deceleration of the jet (0.3-0.4) is adopted both to ensure the specified duration of jet oxidation and to create the optimum degree of its fragmentation. With a degree of deceleration below 0.3, the jet is so poorly organized that a sweep occurs.

3?3?

ванне верха изложниц, препятствующее нормальному стрипперованию слитков. Верхний предел этого параметра (0,4) определяется исходя из требований обеспечения необходимой степени окисления струи металла кислородом воздуха в условиях отливки стали, имеющей максимально возможную степень раскисленности. 'the bath of the top of the molds, preventing the normal stripping of ingots. The upper limit of this parameter (0.4) is determined based on the requirements of ensuring the necessary degree of oxidation of a metal jet by oxygen in the air under the conditions of steel casting, which has the highest possible degree of deoxidation. '

Выбранное значение увеличения отношения расходов металла приторможенной и полной струей . (0,08—0,10) обусловлено тем, что Но мере приближения к оптимальной степени раскисленности степень торможения», должна .уменьшаться и максимально приближаться к единице. При этом минимальная' величина этого отношения (0,08) соответствует нижнему пределу фиксирующего изменения периода искрения (1—2 с) а максимальная —' верхнему пределу (4—The selected value of the increase in the ratio of the cost of metal braking and full jet. (0.08—0.10) is due to the fact that, but as the degree of deoxidation approaches the optimum degree of deacidification, the degree of inhibition should decrease and approach the unit as much as possible. The minimum value of this ratio (0.08) corresponds to the lower limit of the fixing change in the sparking period (1-2 s) and the maximum to the upper limit (4—

5 с).5 c).

Предлагаемый способ используется для отливки полуспокойной стали в слитки^весом около 11.т) следующим образом.The proposed method is used for casting quiescent steel into ingots ^ weighing about 11. t) as follows.

Сталь выплавляют в кислородном конвертере и раскисляют силикомарганцем с добавкой ферромарганца. В известном способе содержание в стали кремния, вносимого силикомарганцем, составляет 0,06— 0,05%, в предлагаемом — 0,08—0,11%. Разливку осуществляют из ковша емкостью 350 т. Контрольный слиток отливают полной струей, не притормаживая ее даже при отливке верхней части слитка. При продолжительности искрения после застывания этого слитка в течение 12 с, что в обычном случае свидетельствовало бы о перераскислении стали, отливку последующих слитков производят следующим образом.Steel is smelted in an oxygen converter and deoxidized with silicomanganese with the addition of ferromanganese. In the known method, the content in silicon steel, introduced by silicomanganese, is 0.06— 0.05%, in the proposed one - 0.08—0.11%. The casting is carried out from a bucket with a capacity of 350 tons. The control ingot is cast in a full stream, without braking it even during the casting of the upper part of the ingot. When the duration of the sparking after the solidification of this ingot for 12 s, which in the usual case would indicate redistribution of steel, the subsequent ingots are cast as follows.

Слитки на высоту равную 0,7—2 X X (0,03—0,05), т. е. 0,76—0,80 от полной его высоты отливают без торможения струи, после чего струю сокращают,при этом расход металла, подаваемого сокращенной струей, составляет (0,3—0,4)-2-0,08, т. е. 0,46—Ingots to a height of 0.7–2XXX (0.03–0.05), i.e., 0.76–0.80 from its full height, are cast without decelerating the jet, after which the jet is reduced, while the metal consumption supplied by the reduced jet, is (0.3—0.4) -2-0.08, i.e., 0.46—

0,56 от расхода металла при разливке пол- до ной струей. . _ 0.56 of the metal consumption during full-stream casting. . _

В результате торможения струи с соблюдением расчетных параметров отливаемые слитки характеризуются наличием пузырей в слое малой толщины, отсутствием концентрированной усадочной раковины, при этом поверхность головной части слитка имеет ровную или слегка выпуклую форму без значительных прорывов и свищей.As a result of jet braking in compliance with the calculated parameters, the ingots being cast are characterized by the presence of bubbles in the thin layer, the absence of a concentrated shrinkage shell, while the surface of the ingot head has a smooth or slightly convex shape without significant breakthroughs and fistulas.

Claims (3)

Формула изобретенияClaim 1. Способ разливки полуспокойной стали, включающий торможение струи и изменение соотношения расхода металла при1. The method of casting quiescent steel, including the braking of the jet and the change in the ratio of metal consumption in *· торможенной и полной струей при формировании головной части слитка, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества слитка и снижения головной обрези, начало процесса торможения струи и сооти ношение.расхода металла приторможенной и полной струей регулируют в зависимости от продолжительности искрения контрольного слитка.* · Braked and full jet during the formation of the head part of the ingot, characterized in that, in order to improve the quality of the ingot and reduce the head trim, the start of the process of braking the jet and the ratio of metal consumption to the braked and full jet is adjusted depending on the duration of the spark of the control ingot. 2. Способ по п. 1, Ътличающийся тем, что при продолжительности искрения конт¹⁹ рольного слитка менее 5 с торможение струи начинают при заполнении изложницы на вьн соту, равную 0,7 полной высоты слитка, а при увеличении продолжительности искрения на каждые 5 с' уровень металла в изложнице, соответствующий началу торможения струи, повышают на 0,03—0,05 высоты слитка.2. A method according to Claim. 1 tlichayuschiysya in that when the duration of arcing pin ¹⁹ processed roll ingot with less than 5 start braking jets when filling the mold on the cell vn equal to 0.7 total height of the ingot, while increasing the duration of arcing at every 5 ' the level of the metal in the mold, corresponding to the beginning of the deceleration of the jet, is increased by 0.03–0.05 in ingot height. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при уровне начала торможения струи металла, равном 0,7 полной высоты3. The method according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that when the level of the beginning of the deceleration of the jet of metal, equal to 0.7 full height зо слитка, соотношение расхода металла приторможенной и полной струей поддерживают равным 0,3—0,4 а при повышении уровня на каждые 0,05 высоты слитка, это соотношение увеличивают на 0,08—0,10. from the ingot, the ratio of the metal consumption of the inhibited and the full jet is maintained at 0.3–0.4, and with an increase in the level for every 0.05 of the height of the ingot, this ratio is increased by 0.08—0.10.