Спосіб безперервного розливання сталі

Реферат: Спосіб безперервного розливання сталі включає припинення наприкінці розливання подачі рідкого металу в кристалізатор, охолоджування злитка в кристалізаторі до заморожування його торця і виведення злитка в зону вторинного охолоджування. Охолоджування злитка в кристалізаторі здійснюють введенням в розплав залізовмісного холодильника, щільність якого є меншою за щільність рідкої сталі. UA 101476 U (54) СПОСІБ БЕЗПЕРЕРВНОГО РОЗЛИВАННЯ СТАЛІ UA 101476 U UA 101476 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до металургії і може бути використана при виробництві сталевих заготовок методом безперервного литва. Відомий спосіб безперервного розливання сталі, в якому для зняття перегріву і прискорення кристалізації рідкої лунки злитка в кристалізатор під час розливання подають макрохолодильник у вигляді сталевої стрічки [ВАТ "МК "Азовсталь", Розливання сталі на машинах безперервного литва заготовок (МБЛЗ)/ Технологічна інструкція ТІ 232-151-99. - Маріуполь, 1999. - С.45]. Недоліком способу є непрогнозований і нерівномірний розподіл холодильника в об'ємі рідкої лунки злитка, а також неможливість (через більшу щільність холодильника в порівнянні з щільністю рідкої сталі) його використання для цілеспрямованого заморожування торця злитка на завершальній стадії розливання. Відомий спосіб безперервного розливання сталі, вибраний як найближчий аналог, в якому для зняття перегріву і прискорення кристалізації торця злитка при завершенні розливання на поверхню меніска металу в кристалізаторі подають воду [ВАТ "ММК ім. Ілліча", Розливання сталі на машинах безперервного литва заготовок (МБЛЗ)/ Технологічна інструкція ТІ 227-СТ.КК10-98. - Маріуполь, 1998. – С.11]. Недоліком способу є термічна деформація поперечного перерізу ділянки злитка, що знаходиться в кристалізаторі, спотворення його форми і, як наслідок, підвищення зусилля витягування злитка з кристалізатора. Підвищене осьове зусилля, у свою чергу, призводить до нерівномірного по довжині звуження перерізів останнього (кінцевого) мірного сляба з утворенням характерного дефекту "конусність" кінцевого сляба. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб безперервного розливання сталі, в якому за рахунок здійснення нових дій при витягуванні злитка на завершальній стадії розливання, забезпечується отримання останньої мірної заготовки з максимальним наближенням до потрібної геометричної форми і мінімальним відхиленням ширини заднього торця від номінального розміру. Поставлена задача вирішується в способі безперервного розливання сталі, що включає припинення наприкінці розливання подачі рідкого металу в кристалізатор, охолоджування злитка в кристалізаторі до заморожування його торця і виведення злитка в зону вторинного охолоджування (ЗВО), згідно з корисною моделлю, охолоджування злитка в кристалізаторі здійснюють введенням в розплав залізовмісного холодильника, щільність якого є меншою за щільність рідкої сталі, причому після твердіння торець злитка в кристалізаторі додатково охолоджують водоповітряною сумішшю. Відомо, що на завершальній стадії розливання, після припинення подачі рідкого металу в кристалізатор, для подальшого безпечного виведення з кристалізатора "хвоста" безперервного злитка виконують операцію заморожування (закупорювання) рідкої фази, тобто охолоджують злиток до кристалізації його торця. При цьому швидкість витягування знижують, а поверхню рідкого метала оброблюють струменями води. Негативною стороною цієї операції є жорстке і неконтрольоване охолоджування верхньої частини злитка, що призводить до викривлення перерізів злитка і його підклинювання в кристалізаторі. В цьому випадку зусилля витягування злитка з кристалізатора значно зростає. Таким чином, на завершальній стадії розливання створюються умови осьового напруження останньої заготовки, що супроводжується деформацією утягування (звуження) її поперечних перерізів. Це утягування є нерівномірним. В нижніх перерізах, де діє внутрішній "феростатичний" тиск, утягування є меншим. І, навпаки, у верхніх перерізах, які не навантажені внутрішнім тиском рідкої фази, утягування є найбільшим. Пластичним деформаціям (основною складовою яких є деформація повзучості) сприяє висока температура процесу. В результаті кінцева заготовка отримує конусоподібну форму (дефект - "конусність") і надто велике відхилення розмірів заднього торця від вимог ТУ. Пропоноване технічне рішення направлене на усунення умов появи "конусності". Для цього, в даній корисній моделі, охолоджування злитка в кристалізаторі проводять шляхом введення в розплав залізовмісного холодильника з щільністю, меншою за щільність рідкої сталі. Дана ознака дозволяє забезпечити швидке охолоджування і кристалізацію верхніх шарів розплаву за рахунок більш "м'якого" (у порівнянні з водою) і більш рівномірного (за тепловими потоками у перерізі злитка) відбору тепла холодильником. Холодильник є залізовмісним, тобто він володіє більшою (ніж пісок, який застосовують сьогодні) теплопровідністю, що позитивно впливає на швидкість відбору тепла і вносить до тіла злитка менше неметалічних домішок. При цьому холодильник має меншу за рідкий метал щільність, що дозволяє після введення холодильника зосереджувати його на поверхні розплаву і забезпечувати прискорену кристалізацію його поверхневих шарів. 1 UA 101476 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Як холодильник можливо використання твердого монолітного тіла у будь-якому вигляді (пластина, профіль, грати). Також можливим є застосування насипного варіанту (брикетів, гранул, металевої обрізі, стружки, порошку). З точки зору ефективності дії насипний холодильник є кращим, бо має більш розвинуту площу контактної поверхні. З огляду на економічну ефективність, більш привабливим є холодильник з відходів інших виробництв. Прикладом цього напряму може бути використання залізовмісної окалини, що має щільність 3 3 3,0-4,5 г/см (проти 7,0 г/см для рідкої сталі). Забрудненість злитку неметалічними добавками буде мінімальною, оскільки ці добавки будуть сконцентровані виключно у верхній частині злитка, що йде в обрізь. Окрім цього, в способі запропоновано після твердіння торець злитка в кристалізаторі додатково охолоджувати водоповітряною сумішшю. Даний вид зовнішнього охолоджування є більш організованим і "м'яким", що дозволяє створити міцну корку на торці злитка і, водночас, уникнути термічної напруги і деформацій, здатних викликати "підклинювання" злитка в кристалізаторі. Реалізація заявлених ознак сприятиме отриманню останньої заготівки більш правильної форми і розмірів. Прикладом реалізації заявленого способу може служити експериментальне розливання слябів на 2-х рівчаковій слябовій МБЛЗ одного з підприємств України. В рамках експерименту відливали заготовки перетином 300 × 1800 мм із сталі марки 10 не. Умови вторинного охолоджування в рівчаках були однаковими. Розливання злитка в рівчаку № 1 виконували за існуючою технологією. Для цього, при завершенні розливання швидкість витягування зменшували до належної (за технологічною інструкцією), а на дзеркало металу подавали велику кількість води, забезпечуючи кристалізацію торця злитка. Після твердіння торця хвіст кінцевого сляба витягували з кристалізатора в ЗВО. Розливання злитка в рівчаку № 2 здійснювали з використанням запропонованої технології. В момент завершення розливання швидкість витягування також зменшували до належної, а на дзеркало металу, замість води, подавали холодильник у вигляді прокатної окалини. Спостерігалася швидка кристалізація торця заготовки, після чого торець додатково охолоджували водоповітряною сумішшю і виводили злиток з кристалізатора в ЗВО. Обмір кінцевих слябів, отриманих в рівчаках № 1 і № 2, дав наступні результати. "Конусність", вимірювана як різниця між шириною переднього і заднього торця останньої мірної заготовки (кінцевого сляба), складала: для заготовки з рівчака № 1 (технологія прототипу) - 24 мм (передній торець - 1802 мм, задній торець - 1778 мм), відхилення від номінального розміру - 22 мм; для заготовки з рівчака № 2 (пропонована технологія) - 8 мм (передній торець -1800 мм, задній торець - 1792 мм), відхилення від номінального розміру - 8 мм. Відповідно до вимог замовника і за діючим на підприємстві ТУ 14-1-3347-82 максимальне відхилення ширини торцевих частин заготовок від номінального розміру не повинно перевищувати ±10 мм. Тому перший кінцевий сляб був визнаний другосортним, а другий сляб першосортним. Результати експерименту підтвердили працездатність способу, що заявляється. Таким чином, застосування заявленого способу дозволяє отримати останню мірну заготовку з максимальним наближенням до потрібної геометричної форми і мінімальним відхиленням ширини заднього торця від номінального розміру. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 1. Спосіб безперервного розливання сталі, що включає припинення наприкінці розливання подачі рідкого металу в кристалізатор, охолоджування злитка в кристалізаторі до заморожування його торця і виведення злитка в зону вторинного охолоджування, який відрізняється тим, що охолоджування злитка в кристалізаторі здійснюють введенням в розплав залізовмісного холодильника, щільність якого є меншою за щільність рідкої сталі. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після твердіння торець злитка в кристалізаторі додатково охолоджують водоповітряною сумішшю. 55 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2