RU1819188C - Способ охлаждени стальных слитков при непрерывной разливке и установка дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

В ходе непрерывной разливки осуществл ют интенсивное охлаждение издели  в то врем , когда изделие находитс  в в зкой фазе затвердевани , таким образом, что дифференциальное тепловое сжатие между в зкой сердцевиной и уже полностью затвердевшей наружной коркой вызывает эффект сжати  сердцевины коркой. Дл  этой цели средства охлаждени  издели  размещаютс  на разливочной машине на уровне концевого участка металлургической длины. Способ преимущественно примен етс  при разливке сталей, имеющих широкий диапазон затвердевани ; с содержанием углерода пор дка 0.25-1,5%. 2 с и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к охлаждению слитков из сталей, имеющих широкий диапазон затвердевани , например, с содержанием углерода около 0,25...1,5%.

Цель - повышение качества слитков за счет устранени  расслоенной зоны в центральной части.

На фиг. 1 схематически показана наклонна  установка дл  непрерывной разливки стали обычного типа, продольный разрез; на фиг. 2 - установка по изобретению с направл ющей дл  охлаждени  в зоне окончани  затвердевани  издели , продольный разрез; на фиг. 3- графики изменени  скоростей охлаждени  поверхности и сердцевины издели  в ходе его прохождени  в нижней части машины в случае отсутстви  и наличи  охлаждающего устройства в зоне окончани  затвердевани  издели .

Ковш подает жидкую сталь 1 в распределительный резервуар 2. Затем жидка  сталь 1 поступает в один или несколько кристаллизаторов 3 с медными стенками или со стенками из медного сплава, интенсивно охлаждаемыми водой. Именно в каждом из этих кристаллизаторов или зонах первичного охлаждени  начинаетс  затвердевание периферийной части слитка 4, который получает , таким образом, окончательное сечение . Кристаллизатор, показанный на фиг. 1, имеет изгиб, отражающийс  на слитке. В промышленной практике встречаетс  также

00 Ю

00

00

ы

пр мой кристаллизатор, тогда получают пр мое изделие. Сразу после кристаллизатора 3 начинаетс  зона вторичного охлаждени  Y, в которой слиток 4 смачиваетс  по длине в зависимости от длины установки с помощью распределительных трубок 5 с форсунками. Форсунки подают по всему периметру издели  охлаждающую жидкость, обычно распыленную воду, Затем начинаетс  зона естественного охлаждени  Z, в которой схематически показанна  обычна  установка не содержит средств охлаждени  слитка. В нижней части машины наход тс  средства (не показаны) разгибани  издели  дл  придани  ему пр мой формы и средства (не показаны) дл  поперечного разделени  издели .

На фиг. 1 можно различить несколько концентрических участков внутри издели  в ходе разливки, соответствующих физическому состо нию материала, который они содержат. В сечении издели , в верхней части машины (например, в зоне Y), последовательно расположены три участка. В сердцевине 6 металл полностью находитс  в жидком состо нии, сечение этой зоны уменьшаетс  по мере затвердевани  издели  и, после точки окончани  жидкой фазы 7, нет больше одного жидкого металла. Вокруг жидкой сердцевины б, в зкий участок 8, соответствующий металлу в ходе затвердевани , одновременно содержит жидкую и твердую части. Пропорци  этой твердой части увеличиваетс  по мере снижени  температуры . Вокруг в зкого участка, корка 9 состоит только из затвердевшего металла. После точки оканчивающегос  затвердевани  10 корка 9 покрывает все изделие.

На фиг. 2 показана машина дл  непрерывной разливки, согласно изобретению. Отличие между двум  конструкци ми заключаетс  в добавлении к обычной машине дополнительных средств охлаждени  с форсунками 11, размещенных в зоне Z машины, в которой заканчиваетс  затвердевание издели .

На фиг. 3 показаны варианты скорости изменени  температуры металла на поверхности и в середине по мере продвижени  слитка в зоне Z машины, в которой заканчиваетс  затвердевание. Это продвижение выражаетс  рассто нием Ь в мениске, т.е. на поверхности жидкого металла в изложнице . Кривые действительны дл  следующих условий раз ивки:

- размер издели : слитки квадратного сечени  со стороной 105 мм,

-состав издели : сталь с 0,7% углерода.

- скорость извлечени  издели : 2,3 м/мин.

В этих услови х полное затвердевание издели  происходит на рассто нии 11,20 м от мениска, отмеченном на фигуре линией S.

Кривые А и В соответствуют случаю по фиг. 1, когда слиток в концевой части машины не подвержен принудительному охлаждению . Крива  А представл ет скорость изменени  температуры на поверхности

0 слитка. Она показывает, что эта скорость остаетс  примерно посто нной (т.е. потер  0,5°С/с) по всей длине рассмотренной зоны , Крива  В представл ет скорость изменени  температуры твердо-жидкой

5 сердцевины слитка. Она показывает, что в начале рассмотренной зоны эта температура остаетс  практически посто нной. Охлаждение твердо-жидкой (в зкой) сердцевины значительно ускор етс  только

0 на рассто нии около 8 м от мениска. На рассто нии более 9,5 м от мениска в зка  сердцевина начинает тер ть более 0,5°С/с, и следовательно, начинает охлаждатьс  быстрее , чем поверхность. Это приводит к теп5 ловому сжатию сердцевины, более сильному, чем тепловое сжатие поверхности .

Кривые С и D соответствуют случаю по фиг, 2, когда слиток подвергаетс  принуди0 тельному охлаждению в зоне Z окончани  затвердевани  посредством распределительных трубок с форсунками. Эти кривые составлены в случае, когда слиток орошаетс , между рассто ни ми от мениска 8,40 м и

5 11,20 м. водой с расходом 12 м3/ч и на 1 м2 орошенного слитка, причем этот расход равномерно распредел етс  по всей зоне орошени . Крива  С представл ет скорость изменени  температуры поверхности слит0 ка, а крива  D представл ет скорость изменени  температуры в зкой сердцевины. Выше зоны охлаждени  эти кривые соответственно совпадают с кривыми А и В. От начала зоны принудительного охлаждени 

5 резко ускор етс  охлаждение поверхности с достижением 9°С/с на рассто нии 9 м от мениска. Затем охлаждение становитс  все более и более медленным по причине постепенного улучшени  качества теплообмена

0 между охлаждающей водой (расход и температура которой  вл ютс  посто нными) и изделием (температура которого снижаетс  по мере его продвижени  в зоне охлаждени ). Одновременно следствием принуди5 тельного охлаждени   вл етс  ускорение охлаждени  в зкой сердцевины, но этот эффект ощущаетс  с опозданием (начина  с рассто ни  10 м от мениска) и постепенно. В конечном счете охлаждение в зкой сердцевины становитс  более быстрым, чем охлаждение поверхности изделий, только на рассто нии 11 м от мениска. На этом уровне практически заканчиваетс  затвердевание в зкой сердцевины и ее термомеханическое поведение достаточно близко к поведению 5 полностью затвердевшей корки с тем, чтобы можно было не учитывать  вление дифференциального теплового сжати  и чтобы не могли образовыватьс  расслоенные участки .10

Рекомендуетс  продолжать принудительное охлаждение издели  до примерно 1 м за точкой окончани  затвердевани . На фиг. 3 распределительна  трубка с форсунками показана продолженной за точку 10. 15 Таким образом, неточность в расчете дл  определени  точки пересечени  кривых А и В на фиг. 3 составл ет примерно ±1 м. Эту неточность следует учитывать при выборе точки начала принудительного охлаждени , 20 Следовательно, рекомендуетс  размещать первые распределительные трубки с форсунками 11, по меньшей мере, на 1 м выше указанной точки пересечени . Однако следует также удостоверитьс , что это опере- 25 жение начала охлаждени  не вызывает преждевременного пересечени  кривых С и D на фиг. 3, т.е. будет иметь место в точке, в . которой тверда  фракци  в зкой сердцевины будет составл ть, по меньшей мере, ме- 30 нее 60%.

Рекомендуемые расходы охлаждающей воды составл ют пор дка 8-15 м3/ч на 1 м2 35 орошенного слитка. Предпочтительно, выбирают расход пор дка 12 м3/м2 ч.

Этот способ может примен тьс  дл  всех машин дл  непрерывной разливки. 40 предназначенных дл  изготовлени  стальных изделий. Он особенно пригоден дл  разливки марок сталей, содержащих около 0,25-1,5% углерода.

Один из вариантов этого способа состо- 45 ит в применении дополнительных средств дл  охлаждени  таким образом, что расход охлаждающей жидкости измен етс  между началом и окончанием зоны охлаждени . Общий средний расход дл  всей зоны не 50 измен етс . Таким образом, можно лучше управл ть потоком теплоты, извлекаемым из издели  вдоль зоны охлаждени , с целью достижени  снижени , показанного на фиг, 3, скорости охлаждени  поверхности изде- 55 ли . Таким образом, увеличиваетс  веро тность , до последнего окончани  затвердевани , менее быстрого охлаждени  в сердцевине, чем в корке.

Claims (13)

1. Способ охлаждени  стальных слитков при непрерывной разливке, включающий охлаждение слитка в кристаллизаторе, формирование в нем затвердевшей корки слитка и последующее охлаждение под кристаллизатором слитка с изменением интенсивности вдоль металлургической длины , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества слитков за счет устранени  расслоени  зоны в центральной части , на концевом участке металлургической длины слитка дополнительно осуществл ют охлаждение затвердевшей корки слитка со скоростью, превышающей скорость охлаждени  его твердожидкой сердцевины.

2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что дополнительное охлаждение осуществл ют по крайней мере между точкой, в которой при отсутствии такого охлаждени  твердожидкой сердцевины слитка превышает скорость охлаждени  затвердевшей корки, и точкой, в которой твердо-жидка  сердцевина содержит по меньшей мере 60% твердой фазы.

3. Способ по п. 1, о т л ичающийс  тем, что дополнительное охлаждение осуществл ют путем подачи воды.

4. Способ по п. 3, отличающийс  тем, что воду подают со средним расходом 8,0...15м3/часм.

5. Способ по п. 4, отличающийс  тем, что воду подают преимущественно со средним расходом 12 м3/час м2.

6. Способ по п. 1.отличающийс  тем, что дополнительное охлаждение осуществл ют с изменением расхода охладител  вдоль слитка.

7. Способ по п. 1,отличающийс  тем. что осуществл ют охлаждение стальных слитков с содержанием углерода в пределах 0,25...1,5%.

8. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что одновременно осуществл ют перемешивание жидкой сердцевины слитка посредством средств перемешивани .

9. Способ по п. 8, отличающийс  тем, что перемешивание осуществл ют созданием подвижного электромагнитного пол  индуктором.

10. Способ по п. 9, отличающийс  тем, что перемешивание осуществл ют созданием вращающегос  магнитного пол  вокруг оси слитка охватывающим его индуктором .

11. Способ по п. 9, о т л и ч а ю щи и с   тем, что перемешивание осуществл ют созданием магнитного пол  вдоль оси слитка плоским индуктором.

12. Установка дл  охлаждени  стальных слитков в при непрерывной разливке, соФие .

держаща  кристаллизатор и установленные под ним средства охлаждени  слитка, отличаю щ а   с   тем, что, с целью повышени  качества слитков за счет устранени  рассло- енной зоны в центральной части, средства охлаждени  слитка, дополнительно размещены на концевом участке металлургической длины.

13. Установка по п. 12, отгичающа - с   тем. что средства охлаждени  слитка выполнены в виде распределительных трубок с форсунками.

Фие. 2

V (eC/s)

боо

700

800

900

1000

1 100

Фиг.З