Спосіб безперервного лиття заготовок

1. Спосіб безперервного лиття заготовок, що включає подачу рідкого металу з проміжного ковша в кристалізатор, формування твердої оболонки заготовки, охолодження її в зоні вторинного охолодження, формування на поверхні твердої оболонки в місці наступного подовжнього розділення заготовки протилежних подовжніх заглиблень, витягування заготовки і подовжнє розділення заготовки на частини, який відрізняється тим, що протилежні подовжні заглиблення формують на поверхні твердої оболонки заготовки у кристалізаторі з консолями, при цьому по довжині донної частини вказаних заглиблень формують щонайменше один виступ, а в зоні вторинного охолодження донні частини подовжніх заглиблень обтискають з протилежних боків, вдавлюючи виступи з витисканням залишків рідкої фази між фронтами кристалізації, що змикаються з протилежних боків. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що глибина подовжніх заглиблень становить 0,05-0,60 від C2 2 (19) 1 3 77901 4 оболонки заготовки, охолодження її в зоні вторинзаготовки і подовжнє розділення заготовки на часного охолодження, формування на поверхні твертини. дої оболонки в місці наступного подовжнього розОдержанню очікуваного технічного результату ділення заготовки протилежних подовжніх при використанні способу безперервного лиття поглиблень, витягування заготовки і подовжнє заготовок, який обрано за прототип, перешкоджарозділення заготовки на частини. Операцію форють такі причини. Локальна пластична деформація мування подовжніх поглиблень здійснюють шляпрофільними валками твердої оболонки заготовки, хом деформування твердої оболонки у вторинній що містить всередині рідку фазу, сприяє появі назоні охолодження за допомогою роликів, схема пружень, що розтягують виникаючі у результаті установки яких дозволяє монотонно збільшува ти протидії сили обтиснення та сили феростатичного глибину їхнього проникнення і примусово інтенситиску рідкої фази. Це призводить до того, що при фікувати просування фронту кристалізації в обларозширенні сортаменту лити х заготовок, шляхом сті поглиблень [А.с. СРСР №1397162, МПК4 В 22 D подовжнього розділення слябової заготовки на 11/126, 1986]. блюмові, у твердій оболонці створюється несприяДля об'єкта, що заявляється, і аналога збігатливий напружено-деформаційний стан в області ються такі суттєві ознаки. Обидва способи безпепоглиблень, що сприяє інтенсифікації процесу рервного лиття заготовок включають подачу рідкотріщиноутворення, появі внутрішніх трі щин і прого металу з проміжного ковша в кристалізатор, ривам твердої оболонки. Локальний підігрів загоформування твердої оболонки заготовки, охолотовки в зоні її вторинного охолодження послабляє дження її в зоні вторинного охолодження, формуміцність твердої оболонки, що, з урахуванням вивання на поверхні твердої оболонки в місці настуділення теплоти фазового переходу, суттєво збіпного подовжнього розділення заготовки льшує ймовірність прориву рідкої фази. Подальше протилежних подовжніх поглиблень, витягування локальне прискорене охолодження твердої оболозаготовки і подовжнє розділення заготовки на часнки призводить до появи небезпечних термічних тини. напружень і збільшенню фону зовнішніх тріщин. Одержанню очікуваного технічного результату В основу винаходу поставлена технічна задапри використанні аналога перешкоджають такі ча створити такий «Спосіб безперервного лиття причини. При деформуванні твердої оболонки у заготовок», у якому вдосконалення шляхом ввевторинній зоні охолодження за допомогою роликів дення нової сукупності дій, дозволило б при викона зовнішній поверхні твердої оболонки і на фронті ристанні винаходу забезпечити досягнення технічкристалізації виникають значні розтягуючі напруги. ного результату, що полягає в підвищенні якості Це призводить до того, що при розширенні сортабезперервнолитих заготовок при розширенні їх менту литих заготовок шляхом подовжнього роздісортаменту. лення однієї слябової заготовки на кілька блюмоОб'єкт «Спосіб безперервного лиття заготових, у твердій оболонці створюється вок», що заявляється, характеризується такими несприятливий напружено-деформаційний стан в суттєвими ознаками, достатніми для досягнення області поглиблень, що сприяє появі внутрішніх очікуваного технічного результату. Спосіб включає тріщин і, як наслідок, проривам твердої оболонки. подачу рідкого металу з проміжного ковша в крисНайбільш близьким по сукупності ознак до виталізатор, формування твердої оболонки заготовнаходу, що заявляється, є обраний за прототип ки, охолодження її в зоні вторинного охолодження, спосіб безперервного лиття заготовок, що включає формування на поверхні твердої оболонки в місці подачу рідкого металу з проміжного ковша в криснаступного подовжнього розділення заготовки талізатор, формування твердої оболонки заготовпротилежних подовжніх поглиблень, витягування ки, охолодження її в зоні вторинного охолодження, заготовки і подовжнє розділення заготовки на часформування на поверхні твердої оболонки в місці тини. У способі, що заявляється, формування на наступного подовжнього розділення заготовки поверхні твердої оболонки заготовки протилежних протилежних подовжніх поглиблень, витягування подовжніх поглиблень здійснюють у кристалізаторі заготовки і подовжнє розділення заготовки на часз консолями. При цьому по довжині донної частини тини. Подовжні поглиблення на поверхні твердої подовжніх поглиблень формують, щонайменше, оболонки формують у зоні вторинного охолодженодин виступ, а в зоні вторинного охолодження ня профільними валками шляхом пластичної дедонні частини подовжніх поглиблень обтискають з формації твердої оболонки в місцях наступного протилежних боків, вдавлюючи виступи всередину подовжнього розділення заготовки. Перед дефорзаготовки з витисканням залишків рідкої фази між мацією твердої оболонки заготовки її зовнішні шафронтами кристалізації, що змикаються з протири локально підігрівають, а після деформації прилежних боків. Обтиснення донної частини подовжскорено охолоджують [А.с. СРСР №1458071, МПК4 ніх поглиблень здійснюють обтискними роликами. В 22 D 11/126, 1989]. В окремих випадках використання спосіб безУ способі безперервного лиття заготовок, що перервного лиття заготовок, що заявляється, хазаявляється, та обраному прототипі збігаються рактеризується тим, що: такі суттєві ознаки. Обидва способи включають - глибина формованих подовжніх поглиблень подачу рідкого металу з проміжного ковша в крисстановить 0,05-0,60 від половини товщини загототалізатор, формування твердої оболонки заготоввки, що відпивається, а висота виступів становить ки, охолодження її в зоні вторинного охолодження, 0,2-0,5 глибини поглиблень; формування на поверхні твердої оболонки в місці - донні частини подовжніх поглиблень обтисподальшого подовжнього розділення заготовки кують з протилежних боків на ділянці, що відстоїть протилежних подовжніх поглиблень, витягування 5 77901 6 від меніска розплаву на відстані, обумовленій фопружено-деформаційний стан, при якому відсутні рмулою: умови для появи внутрішні х тріщин у твердій оболонці заготовок різного хімічного складу. Відстань æ aö 2 L = Aç 1 - 0,375 ÷(1 + 0,02T )(a - 2h ) V від меніска розплаву до ділянки в зоні вторинного bø è охолодження, на якій здійснюють обтиснення донде: них частин подовжніх поглиблень, і локальне вдаL - відстань від меніска розплаву, м; влення виступів всередину заготовки з витисненA - коефіцієнт, рівний 18-24; ням залишків рідкої фази між фронтами a - товщина заготовки, м; кристалізації, що змикаються з протилежних боків, визначають для різних марок сталей експерименb - ширина заготовки, м; тальне або на підставі розрахунку по вищенаведеT - температура поверхні заготовки в зоні ній формулі. Подальшу операцію подовжнього вторинного охолодження, °С; розділення заготовки здійснюють по місцям поh - розмір поглиблення, м; довжніх поглиблень за допомогою відомих спосоV - швидкість витягування заготовки, м/хв; бів і пристроїв. - подовжнє розділення заготовки на частини Формування поглиблень з глибиною менше здійснюють на ділянці, яка відстоїть від меніска 0,05 від половини товщини заготовки, що відпиварозплаву на відстані, що становить 0,5-1,5 довжиється, малоефективне при проведенні надалі опени рідкої фази; рації подовжнього розділення слябової заготовки - подачу рідкого металу з проміжного ковша в на блюми, а збільшення глибини поглиблення бікристалізатор здійснюють при дотриманні умови: льше 0,6 від половини товщини заготовки, що відTпк пивається, призводить до помітного розмивання = (5 ¸ 12) × 103 , V ×a фронту кристалізації, що небажано. Формування в де: донній частині подовжніх поглиблень виступів з Tпк - температура металу в проміжному висотою, менше, ніж 0,2 глибини цих поглиблень, не дозволяє у ряді випадків створити сприятливу ковші, ° С; схему всебічного стискання і забезпечити задовіV - швидкість витягування заготовки, (м/хв.); льний бал осьової ліквації, а формування виступів a - товщина заготовки, (м); висотою більше 0,5 глибини поглиблень призво- подовжнє розділення заготовки на частини дить до переохолодження виступів, підвищення здійснюють при середньомасовій температурі заінтенсивності процесу обтиснення і суттєвому збіготовки 900-1300°С. льшенню навантажень на деформуючий інструПри використанні винаходу очікується досягмент, що негативно відіб'ється на його стійкості та нення технічного результату, що полягає в підвистабільності процесу лиття. щенні якості безперервнолитих заготовок при Здійснення подовжнього розділення заготовки розширенні їх сортаменту. (сляба) на окремі заготовки (блюми) на ділянці, що Між ознаками способу безперервного лиття відстоїть від меніска розплаву на відстані, що заготовок, що заявляється, і технічним результаскладає менше, чим 0,5 довжини рідкої фази в том, що досягається, існує такий причинноряді випадків недоцільно тому, що через можливу наслідковий зв'язок. Формування на поверхні твепояву внутрішніх тріщин з'являється можливість рдої оболонки в місці наступного подовжнього прориву рідкої фази з аварійними наслідками. А розділення заготовки протилежних подовжніх поздійснення подовжнього розділення заготовки на глиблень саме в процесі формування оболонки в частині на ділянці, що відстоїть від меніска розкристалізаторі з консолями не сприяє появі розтяплаву на відстані, що складає більше 1,5 довжини гуючих напружень, які виникали б у результаті рідкої фази, недоцільно через погіршення макропротидії сил обтиснення й сил феростатичного структури по неметалічним включенням, значного тиску рідкої фази всередині заготовки при формузбільшення навантажень на розділові ролики й ванні подовжніх поглиблень такої ж глибини прозниження їх стійкості. фільними валками в зоні вторинного охолодження Здійснення подачі рідкого металу з проміжного на ще не дуже міцній оболонці. Створення запасу ковша в кристалізатор при дотриманні вищевказаметалу шляхом формування по довжині донної ної умови відношення температури металу в прочастини подовжніх поглиблень, щонайменше, одміжному ковші до добутку швидкості витягування ного виступу, наступне локальне вдавлення цих заготовки на товщину заготовки в ряді випадків виступів всередину заготовки в зоні вторинного доцільно тому, що при порушенні стабільності виохолодження шляхом обтиснення донних частин щевказаного відношення можливе погіршення якопоглиблень з протилежних боків з витисканням сті макроструктури і прорив рідкої фази. залишків рідкої фази між фронтами кристалізації, Здійснення подовжнього розділення заготовки що змикаються з протилежних боків, забезпечує, на частини при середньомасовій температурі загопри сприятливому напружено-деформаційному товки менше 900°С в ряді випадків недоцільно стані в області поглиблень, всебічне стискання через значне збільшення зусиль на розділові рообласті деформаційного пророблення суцільної лики та зниження їх стійкості. А розділення загототвердої фази, розташованої між двома протилежвки при її середньомасовій температурі більш ними поглибленнями. Це призводить до того, що 1300°С недоцільно через можливе утворення внупри розширенні сортаменту литих заготовок шлятрішніх тріщин. хом подовжнього розділення однієї слябової загоГраничні значення вищезазначених параметтовки на декілька блюмових, у твердій оболонці в рів отримані експериментальне. області поглиблень створюється сприятливий на 7 77901 У конкретному прикладі спосіб безперервного лиття заготовок, що заявляється, реалізується так. Наприклад, необхідно здійснити процес безперервного лиття зі сталі Ст3 слябової заготовки розміром 300х1800мм (товщина заготовки (а) дорівнює 0,3м, ширина заготовки (b) дорівнює 1,8м) з наступним розділенням заготовки на 5 блюмів з розмірами 300х360мм. Температура металу в проміжному ковші Tnк =1545°С, швидкість витягування заготовки V=0,6м/хв., режим вторинного охолодження забезпечує температуру поверхні заготовки 950°С. Відношення температури металу в проміжному ковші до добутку швидкості витягування заготовки на товщину заготовки складає 8583 і знаходиться в межах, що рекомендуються вищезазначеним співвідношенням (5000-12000). Для формування поглиблень з виступами виготовлено кристалізатор, на протилежних широких гранях якого встановлені по чотири протилежно розташовані подовжні консолі, форма яких відповідає заданій формі поглиблень з виступами на поверхні заготовки, що відпивається. Попередньо вибирають наступні параметри формування на заготовці поглиблень з виступами: глибина поглиблень складає 0,045м (45мм, що складає 0,3 від половини товщини заготовки) і висота виступів складає 0,012м (12мм, що складає 0,27 від глибини поглиблень). Контур виступів плавно сполучається з контуром поглиблень. Для заданих параметрів технологічного процесу та розмірів слябової заготовки по вищевказаній формулі (приймаючи для сталі Ст3 А=21,3) знаходять відстань від меніска розплаву, на якій необхідно встановити деформуючі ролики (L=10,6м), що відповідає початку операції деформування заготовки. При безперервному литті заготовок здійснюють подачу рідкого металу з проміжного ковша в кристалізатор, формування твердої оболонки слябової заготовки, охолодження її в зоні вторинного охолодження, форму Комп’ютерна в ерстка Б.Голік 8 вання на поверхні твердої оболонки в місцях наступного подовжнього розділення заготовки протилежних подовжніх поглиблень, витягування заготовки і подовжнє розділення заготовки на окремі блюми. При цьому формування на поверхні твердої оболонки заготовки протилежних подовжніх поглиблень здійснюють у кристалізаторі з консолями, а по довжині донної частини подовжніх поглиблень формують, виступи: глибина поглиблень складає 0,045м (45мм), а висота виступів складає 0,012м (12мм). У зоні вторинного охолодження на відстані 10,6м від меніска розплаву донні частини подовжніх поглиблень обжимають з протилежних боків роликами, вдавлюючи виступи всередину заготовки з вижиманням залишків рідкої фази між фронтами кристалізації, що змикаються з протилежних боків. Для заданих параметрів технологічного процесу та розмірів заготовки довжина рідкої фази складає 21,6м. Операцію подовжнього розділення слябової заготовки на п'ять блюмів здійснюють після операції деформування поглиблень за допомогою відомих пристроїв (розділових роликів) при середньомасовій температурі заготовки 1160°С, на відстані 22м від меніска розплаву, що знаходиться в межах, що рекомендуються (10,832,4м). При виготовленні литих заготовок по способу, що заявляється, шляхом подовжнього розділення слябової заготовки на блюмові, у твердій оболонці створюється сприятливий напруженодеформаційний стан в області поглиблень, при яких відсутні умови для появи внутрішніх тріщин у твердій оболонці слябової заготовки. У результаті використання винаходу досягається технічний результат, що полягає в підвищенні якості безперервнолитих заготовок при розширенні їх сортаменту шляхом виготовлення блюмових заготовок на машині безперервного лиття слябів при мінімальних капітальних і експлуатаційних витратах. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601