Спосіб безперервного лиття стрічки нержавіючої аустенітної сталі та пристрій для його здійснення

1. Способ непрерывного литья ленты нержавеющей аустенитной стали непосредственно из жидкого металла, имеющего следующий состав, выраженный в масс.%: С≤0,08%, Si≤1%, Мn≤2%, Р≤0,045%, S≤0,030%, Cr между 17,0 и 20,0%, Ni между 8,0 и 10,5%, на литейной машине на одну или между двумя движущимися стенками, наружная поверхность которых снабжена ямками, в которой зону, окружающую мениск, делают инертной при помощи защищающего газа заданного состава, отличающийся тем, что жидкому металлу придают отношение Сrэкв/Nіэкв больше 1,55, при этом Сrэкв=%Cr+1,37x%Mo+1,5x%Si+2x%Nb+3x%Ti и Nіэкв=%Ni+0,31x%Mn+22x%C+14,2x%N+%Cu - используют подвижную стенку или подвижные стенки, вся поверхность которых состоит из примыкающих друг к другу ямок с диаметром от 100 мкм до 1500 мкм и глубиной от 20 мкм до 150 мкм, C2 (54) СПОСІБ БЕЗПЕРЕРВНОГО ЛИТТЯ СТРІЧКИ НЕРЖАВІЮЧОЇ АУСТЕНІТНОЇ СТАЛІ ТА ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ 41415 между 8,0 и 10,5%, на литейной машине на одну или между двумя движущимися стенками, наружная поверхность которых снабжена ямками, в которой зону, окружающую мениск, делают инертной при помощи защищающего газа заданного состава (Европейский патент 0409645). В соответствии с указанным патентом предлагается соединить использование ямок с использованием газовой смеси, состоящей из газа, растворимого в жидком металле (азот, водород, СО2, аммиак) и газа, нерастворимого в жидком металле (аргон, гелий). При использовании защищающего газа, обладающего слишком высокой растворимостью в металле, возникает опасность того, что он не предотвратит проникновение металла до дна ямок: в таком случае получают быстрое отвердевание, генерирующее микротрещины (все как если бы поверхность для литья была строго гладкая), которое, кроме того, оставляет существовать на поверхности ленты выпуклости, представляющие собой "негативный" оттиск ямок. Наоборот, газ, полностью нерастворимый в жидком металле, подвергается опасности чрезмерного расширения и может оставить на поверхности ленты следы в виде углублений. Наиболее близким к предлагаемому изобретению – устройству - по технической сущности является устройство для непрерывного литья тонких металлических материалов, типа лент, содержащее одну или две подвижные охлаждаемые стенки, на которых осуществляется отвердевание материалов и поверхность которых состоит из ямок, и приспособление, позволяющее задавать состав газовой атмосферы, окружающей мениск (Европейский патент 95/13889). В соответствии с указанным изобретением предложено делать валки, имеющие на их поверхности круглые гребни и канавки глубиной от 10 до 60 мкм, удаленные друг от друга на 100-200 мкм. Эта форма гравировки связана с требованием к составу металла, который является нержавеющей аустенитной сталью, например, типа SUS 304, в которой отношение Сrэкв/Niэкв должно быть меньше 1,60 и даже, предпочтительно, меньше 1,55. Это последнее требование равносильно тому, что отвердевание металла должно осуществляться в первичной аустенитной области. Если отношение Сrэкв/Niэкв больше этих величин, ленты имеют углубления в форме "крокодиловой кожи", которые могут переходить в микротрещины. Тем не менее, опыт показывает, что на эти х типах нержавеющих а устенитных сталей лента очень чувствительна к растрескиванию при нагреве. В таком случае имеется опасность вызвать образование продольных трещин заметного размера, которые создают проблему, по меньшей мере, столь же серьезную, что и проблема, создаваемая микротрещинами, которой стараются избежать. Чтобы ее устранить, надо сильно уменьшить остаточные количества элементов, сообщающих хр упкость, которые присутствуют в металле, таких как сера и фосфор. Это приводит к особым требованиям к выбору сырья и/или способу изготовления жидкой стали, что неизбежно увеличивает себестоимость материалов. Вместе с тем, цитированные средства не дают полного удовлетворения в связи с тем, что во мно гих случая х всегда констатируют образование микротрещин на материале, даже если оно заметно уменьшено по сравнению со случаем, когда сталь льют на гладкие валки или на валки с неподавленной шероховатостью. В основу предлагаемых изобретений поставлена задача разработки для сталелитейщиков таких способа и устройства для непрерывного литья тонких металлических материалов, типа лент, которые позволят им лить нержавеющие аустенитные стали, например (но не только) стали типа SUS 304, в форме тонких лент толщиной несколько миллиметров, содержащих как можно меньше как микротрещин, так и продольных трещин, тем не менее, без того, чтобы было необходимо использовать жидкий металлс сильно уменьшенным содержанием остаточных элементов. Поставленная задача решается путем создания такого способа непрерывного литья ленты нержавеющей аустенитной стали непосредственно из жидкого металла, объем микротрещин в которой был бы минимальным путем выбора условий, при которых изменения объема (внутренних напряжений) металла, связанные с превращением ферритаустенит, остаются минимальными и компенсируются за счет поступлений жидкого металла. Поставленная задача решается и в предлагаемом устройстве за счет выбора оптимальной шероховатости поверхности валков, соприкасаемых с получаемой лентой. Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа, который, как и известный способ непрерывного литья ленты из нержавеющей аустенитной стали непосредственно из жидкого металла, имеющего следующий состав, выраженный в масс.%: С≤0,08%, Si≤1%, Mn≤2%, Р≤0,045%, S≤0,030%, Cr между 18,0 и 20,0%, Ni между 8,0 и 10,5%, на литейной машине на одну или между двумя движущимися стенками, наружная поверхность которых снабжена ямками, в которой зону, окружающую мениск, делают инертной при помощи защищающего газа заданного состава, а, согласно изобретению, жидкому металлу придают отношение Сrэкв/Niэкв больше 1,55, при этом: Сrэкв=%Cr+1,37x%Mo+1,5x%Si+2x%Nb+3x%Ti и Niэкв=%Ni+0,31x%Mn+22x%C+14,2x%N+%Cu - используют подвижную стенку или подвиж ные стенки, вся поверхность которых состоит из примыкающих друг к другу ямок с диаметром от 100 мкм до 1500 мкм, и глубиной от 20 мкм до 150 мкм; - и используют защи щающий газ, состоящий, по крайней мере частично, из газа, растворимого в стали. Особенностью предлагаемого способа является и то, что отношение Сrэкв/Niэкв поддерживают от 1,55 до 1,70. Особенностью предлагаемого способа является и то, что ямки имеют диаметр от 700 мкм до 1500 мкм и глубину от 80 мкм до 120 мкм. Особенностью предлагаемого способа является и то, что защищающий газ является смесью 50-100% азота и 0-50% аргона. Особенностью предлагаемого способа является и то, что ленту непосредственно после ее от 2 41415 ливки подвергают горячей прокатке при температуре от 800 до 1200°С с коэффициентом уменьшения большим или равным 5%. Особенностью предлагаемого способа является и то, что подвижные стенки представляют собой наружные поверхности двух охлаждаемых валков с горизонтальными осями, вращающи хся в противоположных направлениях. Поставленная задача решается и с помощью предлагаемого устройства, которое, как и известное устройство для непрерывного литья тонких металлических материалов, типа лент, содержит одну или две подвижные охлаждаемые стенки, на которых осуществляется отвердевание материалов и поверхность которых состоит из ямок, и приспособление, позволяющее задавать состав газовой атмосферы, окружающей мениск, а, согласно изобретению, ямки являются примыкающими и имеют диаметр от 100 мкм до 1500 мкм, и глубину от 20 до 150 мкм. Особенностью предлагаемого устройства является и то, что подвижные стенки представляют собой наружные поверхности двух охлаждаемых валков с горизонтальными осями, вращающи хся в противоположных направлениях. Предметом изобретения является способ непрерывного литья ленты нержавеющей аустенитной стали непосредственно из жидкого металла, имеющего следующий состав, выраженный в масс.%: С≤0,08%, Si≤1%, Mn≤2%, Р≤0,045%, S≤0,030%, Сr от 18,0 до 20,0%, Ni от 8,0 до 10,5%, на литейной машине на одну или между двумя движущимися стенками, наружная поверхность которых снабжена ямками, в которой зону, окружающую мениск, делают инертной при помощи защищающего газа заданного состава, отличающийся тем, что: - выше упомянутому жидкому металлу придают отношение Сrэкв/Niэкв больше 1,55, при этом: Сrэкв=%Cr+1,37x%Mo+1,5x%Si+2x%Nb+3x%Ti и Niэкв=%Ni+0,31x%Mn+22x%C+14,2x%N+%Cu; - используют подвижную стенку или подвиж ные стенки, вся поверхность которых состоит из примыкающих друг к другу ямок с диаметром от 100 мкм до 1500 мкм, и глубиной от 20 мкм до 150 мкм; - и используют защищающий газ, состоящий, по крайней мере частично, из газа, растворимого в стали. В предпочтительном примере реализации вышеупомянутые подвижные стенки представляют собой наружные поверхности двух охлаждаемых валков с горизонтальными осями, вращающи хся в противоположных направлениях. Предметом изобретения является также литейное устройство для осуществления этого способа. Как будет понятно, задача, решаемая изобретениями, достигается за счет объединения требований, касающихся состава металла, шероховатости поверхности или поверхностей для литья и состава защищающе го газа. Как было сказано, тонкая металлическая лента чувстви тельна к растрескиванию при нагревании и сильно подвержена развитию продольных трещин во время отвердевания. Чтобы устранить это неудобство, предложено, согласно изобретению, осуществлять отвердевание ленты не полностью в области первичного аустенита, а в области, включающей первичный феррит. Однако, доля первичного феррита не должна быть слишком значительной, чтобы минимизировать сжатия, связанные с переходом от феррита к аустениту, которым подвергается металл во время отвердевания. В этих условиях, чтобы получить этот результат, нержавеющая аустенитная сталь (например, стали типа SUS 304 по стандарту AISI), имеющая следующий состав, выраженный в масс.%: С≤0,08%, Si≤1%, Mn≤2%, Р≤0,045%, S≤0,030%, Cr - от 18,0 до 20,0%, Ni - от 8,0 до 10,5%, должна, кроме того, удовлетворять условию: Сrэкв/Niэкв>1,55 и, предпочтительно, 1,55