RU1787065C - Способ получени непрерывно-литых заготовок - Google Patents

Abstract

При разливке способом плавка на плавку дополнительно измер ют температуру металла в разливочном ковше в начале разливки и в зависимости от ее величины измер ют скорость выт гивани  заготовки V на каждой плавке в серии по следующему выражению: ( -(Тск-ТпО+ЗО ) ю85 .2пк,м/мин Чкр где Тск. - температура металла в разливочном ковше, °С; ТПк - требуема  температура металла в промежуточном ковше, °С; Опк емкость металла в промежуточном ковше, м ; площадь сечени  заготовки, м2- v К коэффициент, учитывающий особенности теп- лопотерь в промежуточном ковше (К 0,85х х1,0). 1 табл.

Description

Предполагаемое изобретение относитс  к черной металлургии и может быть использовано дл  непрерывного лить  заготовок преимущественно из коррозион- ностойких сталей аустенитного класса.

Известен способ получени  непрерыв- нрлитых заготовок нержавеющей стали ферритного класса, позвол ющий ликвидировать такой поверхностный дефект холод-, покатанного листа, как волнистость, при этом скорость выт жки заготовки определ ют в зависимости от температуры металла в промежуточном ковше и сечени  заготовки, которые взаимосв заны формулой 0 Э

S , 500

+

где 0 - температура пере- скоро200 2 V грева стали над ликвидусом, °С; V

сть выт жки заготовки, см/мин; S - поперечное сечение кристаллизатора, см2.

Недостатком этого способа  вл етс  то, что он не обеспечивает удовлетворительного качества сл бов из коррозионностейкой стали аустенитного класса из-за низкой скорости выт гивани  заготовки.

Известен способ получени  непрерывно-литых заготовок из нержавеющих сталей , включающий подачу металла с перегревом над температурой-ликвидуса из разливочного ковша в промежуточный ковш и из последнего в кристаллизатор и выт гивание из кристаллизатора заготовки с переменной скоростью в зависимости от сечбни  заготовки, в котором перегрев металла над температурой ликвидуса задают равным

О

35-45° С, а заготовку сечением 1050.х130 мм выт гивают со скоростью 0,9...1,0 м/мин.

Этот способ характеризуетс  значительной колебаемостью температуры металла в промежуточном ковше на разных плавках, что при узком интервале скоростей выт гивани  определ ет неудовлетворительное качество заготовок из-за дефектов типа заворотов и трещин.

Наиболее близким по технической сущ- ности и достигаемому результату  вл етс  известный способ получени  непрерывно- литых заготовок из коррозионностойких сталей аустенитного класса, включающий подачу металла с перегревом над темпера- турой ликвидуса из разливочного ковша в промежуточный ковш и из последнего в кристаллизатор и выт гивание из кристаллизатора заготовки с переменной скоростью в зависимости от сечени  заготовки, в кото- ром перегрев металла над температурой ликвидуса в разливочном ковше задают равным .115-125° С, а скорость выт гивани  заготовок сечением 200x1200 мм поддерживают равной 0,5...0,6 м/мин.

Недостатком этого способа  вл етс  низкое качество отлитых заготовок и его нестабильность от плавки к плавке. При регла- ментировании в известном способе температуры металла в разливочном ковше из-за различий в температуре футеровки, в толщине сло  шлака и времени выдержки металла в разливочном ковше металла в промежуточном ковше характеризуетс  дл  разных плавок значительным (до 60° С) ко- лебанием температуры, что определ ет нестабильное и низкое качество заготовок из-за дефектов типа заворотов на плав ках с пониженной температурой и трещин на плавках с повышенной температурой, -

Целью изобретени   вл етс  повышение и стабилизаци  качества заготовок за счет снижени  дефектов типа заворотов и трещин,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе получени  непрерывно-литых заготовок преимущественно из коррозионно- стойких сталей аустенитного класса, включающем подачу металла с перегревом над температурой ликвидуса из разливочно- го ковша в промежуточный ковш и из последнего в кристаллизатор и выт гивание из кристаллизатора заго товки с переменной скоростью в зависимости от сечени  затотовки , согласно изобретени , в начале под- ачи металла из разливочного ковша в промежуточный ковш осуществл ют измерение температуры металла в разливочном ковше и измен ют скорость выт гивани  заготовки V по следующему выражению:

V- К 10

Тск-Тпк) +30 ч 85

Опк Чкр

,м/мин

(1)

где Тек - температура металла в разливочном ковше, °С;

Тпк - требуема  температура металла в промежуточном ковше, °С;

Опк - емкость металла в промежуточном ковше, м ;

Цкр - площадь сечени  заготовки, м2;

К - коэффициент, учитывающий особенности теплопотерь жидкой стали на участке разливочный ковш - промежуточный ковш (вид защитного порошка и теплопроводность футеровки в промежуточном ковше и т.д.). К 0,85... 1;

30 и 85 -посто нные величины, соответственно °С и °C/lg мин.

При создании насто щего изобретени  исходили из положени  необходимости обеспечени  стандартной температуры металла в промежуточном ковше в зависимости от сечени  заготовки дл  исключени  как заворотов, так и трещин на поверхности сл бов плавок серии.

Это достигаетс , согласно изобретению , за счет измерени  температуры металла в разливочном ковше в начале подачи металла из разливочного ковша в промежуточный ковш и изменени  скорости выт гивани  заготовки по соотношению (1), что позвол ет повысить и стабилизировать качество заготовок из коррозионностойких сталей аустенитного класса за счет снижени  количества дефектов типа заворотов и трещин. Таким образом, наличие признаков , отличающихс  от прототипа дл  достижени  поставленной цели, позвол ет сделать вывод о соответствии прёдложен- .ного способа критерию изобретени  Новизна .

Согласно изобретени , необходимо измер ть температуру металла в разливочном ковше в начале его подачи из разливочного ковша в промежуточный ковш. Это повыша: ет надежность регулировани  температуры металла в промежуточном ковше за счет учета потерь температуры металла до начала подачи, что приводит к повышению и стабилизации качества заготдвок.

Скорость выт гивани  заготовки на каждой плавке необходимо определ ть в зависимости от температуры металла в разливочном ковше в начале подачи металла из разливочного ковша по соотношению {1). Это соотношение получено преобразованием экспериментального уравнени  линейной зависимости перепада температуры металла между разливочным и промежуточным ковшами от логарифма комплекса ОПК/QKP V с выделением последнего в отдельную часть, последующим потенцирова- нием обеих частей ураелени  и его решением относительно искомого V. Размерности величин 30 и 85 в соотношении (1) соответственно °С и °C/lg мин. Комплекс представл ет врем  пребывани  металла в промежуточном ковше, определ ющее при данных футеровке и шлакообразующей смеси потери тепла и, следовательно, снижение температуры стали в промежуточном ковше .

Определение скорости выт гивани  заготовки по указанному соотношению обеспечивает требуемую температуру металла в промежуточном ковше в узких, не более ±10° С, пределах ее значений от плавки к плавке, что определ ет высокое, без грубых заворотов и трещин, и однородное, с разницей в зачистке не более ±1,5 мм, качество заготовок разных плавок.

Уравнение зависимости скорости выт гивани  заготовки от температуры металла в разливочном ковше учитывает размеры отливаемой заготовки, что позвол ет получать суженные пределы требуемой температуры , определ   повышение качества заготовок независимо от их размеров и его стабилизацию от плавки к плавке.

Потери тепла в промежуточном ковше оцениваютс  исход  из теплопроводности его футеровки и типа шлакообразующей смеси: К Ki К2, где Ki -теплопотери через футеровку ковша (дл  футеровки шамотным кирпичом Ki равно 0,9; полуглиноземистым - 0,95 и высокоглиноземистым - 1,0); Ка - теплопотери через теплоизолиру- ющую смесь (К2 0,95.., 1 в обратно пропор- циональной зависимости от основности смеси, составл ющей 0,5...1,5).

Сущность предложенного способа заключаетс  в том, что требуемую температуру в промежуточном ковше, при отличающихс  на разных плавках температурах металла в разливочном ковше, обеспечивают изменением в зависимости от их величины скорости выт гивани  заготовки по специальной зависимости.

Дальнейший поиск в науке и технике решений, могущих содержать отличительные от прототипа признаки, показал еледу- ющее,В известном способе получени  непрерывно-литых заготовок нержавеющей стали. ферритного класса скорость выт гивани  заготовки определ ют в зависимости от температуры металла в промежуточном ковше и сечени  заготовки, что приводит к повышению качества холоднокатанного листа, Эти признаки совпадают с предложенными отличительными признаками. Однако сле- 5 дует отметить, что в предложенном способе эти признаки.способствуют повышению и стабилизации качества заготовок из корро- зионностойких сталей аустенитного класса. Кроме того они привод т к снижению дефек0 тов заготовки типа заворотов и трещин, то есть привод т к новым свойствам, не присущим известному. Следовательно, эти признаки могут быть отнесены к существенным признакам предложенного способа, а пред5 ложенный способ отвечает критерию изобретени  существенные отличи .

Принципиальным отличием предло . женного способа от известных  вл етс 

возможность обеспечени  требуемой тем0 пературы металла в промежуточном ковше на каждой плавке при разных температурах металла в разливочном ковше на плавках за счет регулировани  потерь температуры изменени  времени пребывани  металла в

5 промежуточном ковше.

Дл  серийной разливки выплавл ли в 100-т электропечи сталь марки 12Х18Н10Т. После выпуска из печи сталь в разливочном ковше продували в течение 8 минут ap.ro0 ном. Затем ковш со сталью подавали дл 

разливки на УН PC. Здесь из разливочного

ковша сталь с перегревом над температурой

ликвидуса подавали в промежуточный ковш

. и из последнего в кристаллизатор и выт ги5 вали из кристаллизатора заготовку с переменной скоростью в зависимости от сечени  заготовки.

В начале подачи металла из разливочного ковша в промежуточный ковш осуществ0 л ли измерение температуры металла в разливочном ковше и измен ли скорость выт гивани  заготовки на плавке по соотношению (1).

Пример 1. На одноручьевой УНРС

5 разливают первую плавку в серии из п ти одиночных плавок. Объем металла в промежуточном ковше 0,95 м3, размеры заготовки 200 х 1200 мм (площадь сечени  0,24 м2). Футеровка промежуточного ковша выпол0 нена с рабочим слоем из высокоглиноземистого кирпича, теплоизол ционный шлаковый порошок в промежуточном ковше с основностью 0,5 (К 1,0). Дл  обеспечени  удовлетворительного качества заготовок

5 температура стали в промежуточном ковше должна составл ть. 1510° С. Согласно температуре металла в разливочном ковше в начале подачи металла из разливочного ковша, равной 1545° С, скорость выт гивани  заготовки установили:

V- 1.0 10

f -(1545-1510)4-30 ч

V85 . 0,95

0,24 - 0,69 м/мин.

Отлитые заготовки не имели грубых заворо- тов и трещин, а потери металла при зачистке заготовок составили от 6,5 до 9 мм (49 кг/т), На второй плавке в серии температура стали в разливочном ковше была 1530° С. В соответствии с уравнением (1) скорость вы- т гивани  заготовок изменили на

(1545-1510)+30N

85 . 0,95

.0,24

Литые заготовки на этой плавке имели единичные завороты и трещины, оцениваемые индексом по 0,5. Потери металла при зачистке заготовок составили 55 кг/т.20

На третьей плавке в серии температура стали в разливочном ковше была 1560° С. а разливку проводили в соответствии с соотношением (1) ср скоростью выт гивани  заготовок:25

V 1.0 10

- 0,46 М/МИН;

/ -(1560-1510)+30 85

При этом литые заготовки не имели грубых заворотов, а индекс продольных трещин оценивалс  0,5. Съем металла при зачистке заготовок составил от 7,0 до 9,5 мм или 52 кг/т.

На четвертой плавке в серии температура стали в разливочном ковше была 1545° С. Скорость выт гивани  заготовки установили 1,2 м/мин вместо 0,89 м/мин согласно соотношению (1). Отлитые заготовки имели грубые трещины и завороты с индексом этих дефектов соответственно 3,5 и 0,5. Съем стали при зачистке заготовок составил от 8 до 15 мм или 81 кг/т.

На п той плавке в этой серии температура стали в разливочном ковше была 1545° С. Скорость выт гивани  заготовки установили 0,40 м/мин вместо 0,69 м/мин по соотношению предложенного способа. Отлитые заготовки имели грубые завороты и единичные трещины. Индекс заворотов составил 3,5. Съем стали при зачистке составил 75 кг7т.

Данные опытной серии плавок приведены в таблице. В этой же таблице приведены результаты производства заготовок других сечений и емкости металла в промежуточном ковше (примеры 2-4).

с . «

5

0

5

0

5

JQ 5

Q

Качество заготовок и его стабильность оценивали по величине съема металла при зачистке заготовок, а также по изменению температуры металла в промежуточном ковше от плавки к плавке. Из таблицы следует , что наилучшие результаты по качеству заготовок из коррозмонностойких сталей аустенитного класса получены при дополнительном измерении температуры металла в разливочном ковше в начале подачи металла и определении скорости выт гивани  заготовки на каждой плавке по соотношению (1). В этом случае за счет стабилизации температуры металла в промежуточном ковше индекс дефектов по грубым трещинам и заворотам снижаетс  в 8 раз (0,5 против 4,0 в известном способе) в предложенном способе по сравнению с известным , прин тым за прототип, а съем стали при зачистке снижаетс  в 1,5-1,6 раза.

. За базовый объект при расчете мической эффективности предложенного способа прин та технологи  производства непрерывно-литых заготовок в электроста- леплавильном цехе Череповецкого металлургического комбината.

Э 0,020 (650 - 350) х

х 100000 600,0 тыс. руб., где 0,020 - снижение съема стали при зачистке сл бов, т/т;

650 и 350 - стоимость 1 т нержавеющей стали и отходов легированного лома, соответственно , руб/т;

100000- годовое производство нержавеющей стали, т.

Формул а изобретен ИЯ Способ получени  непрерывно-литых заготовок преимущественно из коррозион- ностойких сталей аустенитного класса, включающий подачу металла с перегревом над температурой ликвидуса из разливочного ковша в промежуточный ковш и из последнего в кристаллизатор и выт гивание из кристаллизатора заготовки с переменной скоростью в зависимости от сечени  заготовки , отличающийс  тем, что, с целью повышени  и стабилизации качества заготовок за счет снижени  дефектов типа заворотов и трещин, в начале подачи металла из разливочного ковша в промежуточный ковш осуществл ют измерение температуры металла в разливочном ковше и измен ют скорость выт гивани  заготовки V по следующему, соотношению:

v- к ю

( -(Тск-ТпО+ЗО ч 85 J

где Тек - температура металла ном ковше, °С;

Тпк - требуема  температура металла в промежуточном ковше, °С;

Опк емкость металла в промежуточном

ковше, м

,3.

,2.

,2.

Ркр - площадь сечени  заготовки, м ;

К - коэффициент, учитывающий особенности теплопотерь жидкой стали в промежуточном ковше,

К 0.85-1,0;

30и 85 - посто нные величины, соответственно , °С и °C/lg мин.

Основные технико-экономические показатели производства непрерывно-литых заготовок

по предложенному способу и прототипу

Продолжение таблицы