SU923730A1

SU923730A1 - Способ непрерывного литья металлов1

Info

Publication number: SU923730A1
Application number: SU802983748A
Authority: SU
Inventors: Vladimir I Lebedev; Anatolij A Ivanov; Vladimir S Smirnov; Nikolaj V Leushin; Yurij I Zimin; Anatolij V Skolabanov
Original assignee: Vni Pk I Metall Mash
Priority date: 1980-09-16
Filing date: 1980-09-16
Publication date: 1982-04-30

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывному литью металлов.

Известен способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлаждение поверхности слитка цодой, распиливаемой форсунками, сгруппированными'по участкам, где длину каждого последующего из которых увеличивают вдоль зоны вторичного охлаждения, изменяя удельные расходы воды вдоль зоны вторичного охлаждения на каждом последующем участке по экспоненциальному закону.При этом удельные расходы воды изменяют от 3,5-4,0 до 1,7-1,9 м^/м-ч, воду подают на слиток на участке, соответствующем 0,6-0,7 длины жидкой фазы в течение 0,09"0,32 ч в прямо пропорциональной зависимости от толщины слитка, на каждом участке устанав15

20

2

ливают средние значения удельных расходов воды в соответствии с их экспоненциальным законом распределения вдоль зоны вторичного охлаждения ГН.

Недостатком известного способа непрерывной разливки является низкое качество непрерывнолитых слитков, что объясняется установлением на каждом участке средних значений удельных расходов воды в соответствии с их экспоненциальным законом распределения вдоль зоны вторичного охлаждения. Это приводит к перегреву одних мес-т поверхности слитка и охлаждению других в зависимости от участка, в котором находится в данный момент времени поверхность слитка . В результате этого в оболочке слитка возникают температурные градиенты и термические напряжения, превосходящие допустимые значения, вследствие чего в слитке возникают внутренние и наружные трещины.

923730

Известен способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлаждение поверхности слитка водой, распыливаемой форсунками, сгруппированными по участкам, где длину каждого последующего из которых увеличивают вдоль зоны вторичного охлаждения, изменяя удельные расходы воды вдоль зоны вторичного охлаждения на. каждом последующем участке по экспоненциальному'закону. При этом температуру поверхности слитка изменяют от 1070-1090°С до 800-850°С путем регулировки расхода воды на длине зоны вторичного охлаждения 6-7 м от кристаллизатора при скорости вытягивания 0,6-0,65 м/мин при увеличении скорости вытягивания на каждые 0,1 м/мин допускают повышение температуры поверхности слитка в верхней части вторичного охлаждения на 10^-20°С.путем изменения удельных расходов воды,.а длину зоны охлаждения увеличивают на 0,8-1,5 м посредством увеличения длины последнего участка, оставляя температуру поверхности слитка в конце зоны охлаждения прежней и не изменяя длины первых участков. На каждом участке устанавливают средние значения удельных расходов воды в соответствии с их экспоненциальным законом оаспределения вдоль зоны вторичного охлаждения [2].

Недостатком известного.способа является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков,что объясняется установлением на каждом участке средних значений удельных расходов воды в соответствии с их экспоненциальным законом распределения вдоль зоны вторичного охлаждения. Это вызывает перегрев поверхности слитка в районе первых участков зоны вторичного охлаждения вследствие недостаточного количества воды, подаваемой на слиток. В районе последующих участков охлаждения, наоборот, поверхность слитка претерпевает переохлаждение вследствие избыточного количества воды, подаваемой на слиток.

В результате этого в оболочке слитка возникают температурные градиенты и термические напряжения, значения которых превосходят допустимые значения ,вследствие чего в слитке возникают внутренние и наружные трещины.

15

30

40

45

50

55

10

20

25

35

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ непрерывного литья металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, охлаждение поверхности слитка водой, распыливаемой форсунками, сгруппированными по участкам, где длину каждого последующего из которых увеличивают вдоль зоны вторичного охлаждения, изменяют удельные расходы воды вдоль зоны вторичного охлаждения на каждом последующем участке по экспоненциальному закону. На каждом участке устанавливают средние значения удельных расходов воды в соответствии с их экспоненциальным законом распределения вдоль зоны вторичного охлаждения.Длину общей зоны вторичного охлаждения устанавливают в пределах 0,6-0,9 дли_;ны жидкой фазы при данной скорости вытягивания [3].

Недостатком известного способа является низкое качество непрерывнолитых слитков. Это объясняется тем, что на каждом участке устанавливают средние значения удельных расходов воды в соответствии с их экспоненциальным законом распределения вдоль зоны вторичного охлаждения.

Установлено, что для получения слитков оптимального качества необходимо на каждом участке зоны вторичного охлаждения назначать промежуточные значения удельных расходов · воды, находящиеся в диапазоне между максимальными значениями в начале участка и минимальными в конце участка в соответствии с экспоненциальным законом распределения теоретически необходимых удельных расходов воды. При этом необходимо назначать на каждом последующем участке долю максимального значения теоретически необходимого для этого участка значения удельного расхода воды.

Благодаря такому режиму охлаждения на первых участках зоны вторичного охлаждения расходы воды становятся выше по сравнению с известным способом, в средней части зоны вторичного, охлаждения расходы воды становятся приблизительно равными с известным способом,.в нижней части зоны вторичного охлаждения меньше по сравнению с известным способом. В результате такой организации режима вторичного охлаждения

5 923730 6

происходит затвердевание непрерывнолитого слитка в оптимальных условиях. Изменение температуры поверхности слитка зоны вторичного охлаждения в этом случае способствует 5

снижению термических напряжений в' оболочке слитка и сохранению их постоянными, с максимальными значениями на всем протяжении затвердевания слитка. ю

Цель изобретения - улучшение качества непрерывнолитых слитков.

Указанная цель достигается тем, что подают металл в кристаллизатор, вытягивают из него слиток с пере- 15 менной скоростью, охлаждают поверхность слитка водой, распыляемой форсунками, сгруппированными по участкам, при которой изменяют удельные расходы воды по участкам вдоль 20 зоны вторичного охлаждения по экспоненциальному . закону, устанавливают величины удельных расходов воды на длине каждого участка постоянными и увеличивают длину каждого 25

последующего участка, причем удельные расходы воды по всей длине участка под кристаллизатором устанавливают равными максимальному расчетному для данного участка, по всей дли- 30 не последнего участка - минимальному расчетному для данного участка, а на промежуточных участках удельные расходы воды определяют по зависимости

тЗп)’т+1 ^{1 35}

где £^· - устанавливаемое~значение удельных расходов воды на ϊ-ом промежуточном участке; 40

Р,-—максимальное расчетное так

значение удельных расходов воды в начале ι-γο промежуточного участка·,

сЦтАп’ минимальное расчетное зна- ₄₅чение удельных расходов воды в конце ί-го промежуточного участка»

ΐ - порядковый номер промежуточного участка, ϊ = 1+ш ; ₅₀

т - число промежуточный участков .

В результате в слитке не образуются внутренние и наружные трещиньГ, снижается количество обрези. Увеличе- ₅₅ние величины удельных расходов воды на первых участках под кристаллизатором выше среднего значения вызвано необходимостью более интенсивного

охлаждения еще относительно тонкой оболочки слитка. Это приводит к уве-. личению ее прочности и ускорению процесса кристаллизации, что устраняет предпосылки для прорыва металла и уменьшения величины ее выпучивания. Последнее уменьшает количество внутренних трещин.

Уменьшение величины удельных расходов воды на последних участках в конце зоны охлаждения ниже среднего значения вызвано необходимостью устранения переохлаждения ΥιοΒβρχности слитка, что приводит к уменьшению температуры градиентов и термических напряжений в оболочке слитка.

На чертеже показаны теоретически необходимый экспоненциальный закон распределения удельных расходов воды вдоль зоны' вторичного охлаждения и значения удельных расходов воды на каждом участке.

Способ непрерывного литья металлов осуществляют следующим образом.

В процессе непрерывного литья металла в кристаллизатор сечением 250х 1700 мм заливают сталь марки 3 СП и вытягивают из него слиток со скоростью 1,27 м/мин. В зоне вторичного охлаждения слиток поддерживается и направляется роликами и охлаждается водой, распыливаемой форсунками , сгруппированными на шести участ- . ках.Длину участков устанавливают соответственно равными 2, 3, 4, 5·

6 и 8 м. При таких технологических параметрах процесса литья необходим расчетный теоретический экспоненциальный закон распределения удельных расходов воды вдоль зоны вторичного охлаждения от 12,2 м^/м-ч под кристаллизатором до 2,5 м’/м^-ч в конце зоны охлаждения. На границах длины каждого участка в соответствии с экспоненциальным законом распределения имеются максимальное и минимальное значения удельных расходов воды. В таблице приведены максимальные, минимальные и средние значения удельных расходов воды на каждом участке в соответствии с их расчетным теоретическим экспоненциальным законом распределения.

В процессе литья на первом участке по всей длине устанавливают максимальное расчетное значение удельного расхода воды 12,2 м^/м^ч. На последнем участке по всей его длине I устанавливают минимальное расчет7 923730 Я

ное значение удельного расхода воды или 2,5 м^Э/мI >ч.

На промежуточных участках со 2-го по 5~й на каждом последующем, начиная со 2-го, устанавливают уменьшен- . ное значение удельных расходов воды

Участок	1	2	3	4	5	6
Промежуточный участок		1	2	3	4
Значения удельных расходов во- Сред-	11,2	9,8	8,0	6,4	5,0	3,7
ды, м"/мЯч нее	11,0	8,9	7,2	5,7	4,35	3,1
	9,8	8,0	6,4	5,0	3,7	2,5

На каждом промежуточном участке устанавливают следующие удельные расходы по всей его длине:

' 9,8-(9,8-8,0) =

= 9,8-1,8. 0,2 = 9,44 м³/м*ч ;

9,0=8,0-(8,0-6,4)^- =

= 8,0-1,6 · 0,4 = 7,36 м³/м^г- ч;

6,4-(6,4-5,0) ζ2- =

= 6,4-1,4 ‘ 0,6 = 5,56 м³/м^г· ч,%= 5,0-(5,0-3,7) =

= 5.О-1.3 ’ 0,8 = 3,96 мШ.

Такая организация режима вторичного охлаждения позволяет обеспечить на каждом последующем вдоль зоны вторичного охлаждения участке постепенное и необходимое с точки зрения получения слитков оптимального качества снижение температуры поверхности слитка, при этом в оболочке слитка возникают термические напряжения, значения которых ниже допустимых.

При изменении скорости вытягивания слитка в зоне вторичного охлаждения устанавливают другой расчетный теоретически необходимый экспоненциальный закон изменения удельных расходов воды, однако зависимость изменения доли уменьшения максимального значения удельных расходов оставляют прежней, определяемой по предлагаемой зависимости.. При этом соответственно уменьшают или увеличивают длину зоны вторичного охлаждеот максимального расчетного значения, соответствующего началу этого участка. При этом на каждом промежуточном участке устанавливают значе5 ния удельного расхода на всей его длине, определяемое по вышеприведенной зависимости.

2<ί

ния, а также число необходимых участков.

Применение предлагаемого способа позволяет снизить брак слитков по

25 внутренним и наружным трещинам на 0,1%, уменьшить количество обрези на 0,15%.

₃₀

Claims

Формула изобретения

Способ непрерывного литья металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка с переменной скоростью, ох³⁵ лаждение поверхности слитка водой, распыляемой форсунками, сгруппированными по участкам, при котором изменяют удельные расходы воды по участкам вдоль зоны вторичного охлаждения по экспоненциальному закону, устанавливают величины удельных расходов воды на длине каждого участка постоянными и увеличивают длину каждого последующего участка, отли чающий⁴⁵ с я тем, что, с целью улучшения качества непрерывнолитых слитков,удельный расход воды по всей длине участка под кристаллизатором устанавливают равным максимальному расчетному

⁵⁰ значению для данного участка, по

всей длине последнего участка - минимальному расчетному для данного участка, а на промежуточных участках удельные расходы воды определяют по

⁵⁵ зависимости ·.

923730

9

где - устанавливаемое значение удельного расхода воды на ϊ-ом промежуточном участке; максимальное расчетное значение удельного расхода воды в начале ϊ-го промежуточного участка; '' >- минимальное расчетное зна1ГЦ1П

чение удельного расхода воды в конце ί-го промежуточного участка;

А - порядковый номер промежуточного участка, ί = 1+т;

/

10

тп - число промежуточных участков.