RU2038183C1

RU2038183C1 - Method of continuous casting

Info

Publication number: RU2038183C1
Application number: RU92011597A
Authority: RU
Inventors: Владимир Ильич Лебедев; Альберт Павлович Щеголев; Владимир Алексеевич Тихановский; Александр Леонидович Кузьминов; Юрий Павлович Бойко; Владимир Сергеевич Луковников; Юрий Иванович Жаворонков; Иван Францевич Градецкий; Борис Николаевич Николаев
Original assignee: Производственное объединение "Южуралмаш"
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1995-06-27

Abstract

FIELD: foundry engineering. SUBSTANCE: metal feeds into crystallizer, slag mixture is fed to a metal meniscus in crystallizer, crystallizer is set in reciprocated motion, crystallizer walls are cooled with running water, ingot is supported and guided in secondary cooling zone with the help of split rollers with auxiliary bearings, ingot surface is cooled with a cooler, sprayed from injectors, slag mixture discharge in crystallizer is adjusted and rollers displacement regarding processing axle is measured. Auxiliary bearing displacement is detected in process of continuous casting. When displacement exceeds point of 0,0005-0,006 of ingot thickness slag mixture discharge in crystallizer is reduced for 10-40 per cent of working value. Slag mixture discharge increases when further displacement of auxiliary bearing reduces up to 0,0001-0,002 of ingot thickness. Under given conditions bearing displacement is measured at the distance equal to 0,5-5,0 of ingot thickness from the bottom side of crystallizer. EFFECT: enhanced quality. 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов. The invention relates to metallurgy, and more particularly to continuous casting of metals.

Наиболее близким по технической сущности является способ непрерывной разливки металлов, включающий поддержание и направление слитка в зоне вторичного охлаждения при помощи роликов, охлаждение поверхности слитка охладителем, распыливаемым форсунками, регулирование расхода воды для охлаждения кристаллизатора в зависимости от технологического параметра [1]
Недостатком этого способа является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков.The closest in technical essence is the method of continuous casting of metals, including maintaining and guiding the ingot in the secondary cooling zone using rollers, cooling the surface of the ingot with a cooler sprayed by nozzles, regulating the flow of water to cool the mold depending on the technological parameter [1]
The disadvantage of this method is the unsatisfactory quality of continuously cast ingots.

Исследованиями установлено, что измерение величины смещения ролика или его промежуточной опоры является критерием оценки толщины и прочности оболочки слитка на выходе из кристаллизатора. Своевременное изменение расхода шлаковой смеси в кристаллизаторе позволяет в этих условиях регулировать толщину оболочки и ее прочность на выходе из кристаллизатора. В результате уменьшается склонность слитка к образованию внутренних и наружных трещин, а также к прорывам металла. Изменение расхода шлаковой смеси обеспечивает изменение теплоотвода от слитка в кристаллизаторе, что позволяет управлять толщиной оболочки на выходе из кристаллизатора. Studies have established that measuring the displacement of the roller or its intermediate support is a criterion for evaluating the thickness and strength of the ingot shell at the exit of the mold. Timely change in the flow rate of the slag mixture in the mold allows under these conditions to control the thickness of the shell and its strength at the outlet of the mold. As a result, the tendency of the ingot to the formation of internal and external cracks, as well as to metal breakthroughs, decreases. Changing the flow rate of the slag mixture provides a change in heat removal from the ingot in the mold, which allows you to control the thickness of the shell at the outlet of the mold.

В известном способе отсутствие изменения расхода шлаковой смеси в кристаллизаторе в зависимости от величины смещения промежуточной опоры разрезного ролика приводит к образованию трещин в слитке и прорывам металла под кристаллизатором. In the known method, the absence of a change in the flow rate of the slag mixture in the mold depending on the displacement of the intermediate support of the split roller leads to the formation of cracks in the ingot and breakthroughs of the metal under the mold.

Цель изобретения улучшение качества непрерывнолитых слитков. The purpose of the invention is the improvement of the quality of continuously cast ingots.

Цель достигается тем, что в кристаллизатор подают металл, вытягивают из кристаллизатора слиток, подают на мениск металла в кристаллизаторе шлаковую смесь, сообщают кристаллизатору возвратно-поступательное движение, охлаждают стенки кристаллизатора проточной водой, поддерживают и направляют слиток в зоне вторичного охлаждения при помощи разрезных роликов с промежуточными опорами, охлаждают поверхность слитка охладителем, распыливаемым форсунками, регулируют расход шлаковой смеси в кристаллизаторе, а также измеряют смещение роликов относительно технологической оси. The goal is achieved by the fact that metal is fed into the crystallizer, the ingot is pulled out of the crystallizer, a slag mixture is fed to the metal meniscus in the crystallizer, the reciprocating motion is conveyed to the crystallizer, the crystallizer walls are cooled with running water, the ingot is supported and guided in the secondary cooling zone using split rollers with intermediate supports, cool the surface of the ingot with a cooler sprayed by nozzles, regulate the flow of slag mixture in the mold, and also measure the displacement of the rollers relative to the technological axis.

В процессе непрерывной разливки определяют смещение промежуточной опоры и в момент превышения этого смещения величины 0,0005-0,006 толщины слитка уменьшают расход шлаковой смеси в кристаллизатор на 10-40% от рабочего значения, а при последующем уменьшении этого смещения до 0,0001-0,002 толщины слитка увеличивают расход шлаковой смеси в кристаллизатор до рабочего значения, при этом измерение смещения промежуточной опоры производят на расстоянии от нижнего торца кристаллизатора, равном 0,5-5,0 толщины слитка. In the process of continuous casting, the offset of the intermediate support is determined and, when this offset is exceeded, the values 0.0005-0.006 of the ingot thickness reduce the consumption of slag mixture in the mold by 10-40% of the operating value, and with a subsequent decrease in this offset to 0.0001-0.002 of the thickness ingot increase the flow rate of the slag mixture into the mold to a working value, while the displacement of the intermediate support is carried out at a distance from the lower end of the mold equal to 0.5-5.0 thickness of the ingot.

Улучшение качества непрерывнолитых слитков происходит вследствие изменения расхода шлаковой смеси в кристаллизатор в зависимости от текущего значения величины смещения промежуточной опоры разрезного ролика. В этих условиях увеличивается прочность оболочки, что уменьшает ее прогиб, величину выпучивания между роликами и, как следствие, снижает брак слитков по внутренним и наружным трещинам, а также прорывы металла под кристаллизатором. The quality improvement of continuously cast ingots occurs due to a change in the flow rate of the slag mixture into the mold, depending on the current value of the displacement of the intermediate support of the split roller. Under these conditions, the strength of the shell increases, which reduces its deflection, the amount of buckling between the rollers and, as a result, reduces the marriage of ingots along internal and external cracks, as well as metal breakthroughs under the mold.

Диапазон значений перемещения промежуточной опоры в пределах 0,0005-0,006 толщины слитка, после чего начинают уменьшать расход шлаковой смеси в кристаллизатор, объясняется закономерностями формирования и кристаллизации оболочки слитка под кристаллизатором. При меньших значениях смещение промежуточной опоры соизмеримо с перемещениями вследствие наличия на поверхности слитка складок, образующихся при возвратно-поступательном движении кристаллизатора. При больших значениях возможно образование внутренних и наружных трещин в слитке, а также прорыва металла под кристаллизатором. The range of displacement of the intermediate support within 0.0005-0.006 of the thickness of the ingot, after which they begin to reduce the consumption of slag mixture in the mold, is explained by the laws of formation and crystallization of the shell of the ingot under the mold. At lower values, the displacement of the intermediate support is commensurate with displacements due to the presence of folds on the surface of the ingot, which are formed during the reciprocating motion of the mold. At high values, the formation of internal and external cracks in the ingot, as well as a breakthrough of the metal under the mold, is possible.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от толщины отливаемого слитка. The specified range is set in inverse proportion to the thickness of the cast ingot.

Диапазон значений перемещения промежуточной опоры в пределах 0,0001-0,002 толщины слитка, после чего увеличивают расход шлаковой смеси в кристаллизатор до рабочего значения, объясняется закономерностями формирования и кристаллизации оболочки слитка. При меньших значениях перемещение промежуточной опоры соизмеримо с перемещениями, вызванными складками на поверхности слитка, образующимися при возвратно-поступательном движении кристаллизатора. При больших значениях возможно образование внутренних и наружных трещин в слитке, а также возможны прорывы металла под кристаллизатором вследствие большой деформации прогиба оболочки слитка. The range of displacement of the intermediate support in the range of 0.0001-0.002 of the thickness of the ingot, after which the consumption of slag mixture in the mold increases to the working value, is explained by the laws of formation and crystallization of the shell of the ingot. At lower values, the displacement of the intermediate support is commensurate with displacements caused by folds on the surface of the ingot, which are formed during the reciprocating motion of the mold. At large values, the formation of internal and external cracks in the ingot is possible, as well as possible breakthroughs of the metal under the mold due to the large deformation of the deflection of the ingot shell.

Диапазон значений уменьшения расхода шлаковой смеси в кристаллизатор в пределах 10-40% от рабочего значения объясняется закономерностями теплоотвода от слитка в кристаллизаторе в условиях наличия шлакового гарнисажа между поверхностью слитка и стенками кристаллизатора. При меньших значениях не будет увеличиваться теплоотвод от слитка в кристаллизаторе в необходимых пределах. При больших значениях теплоотвод от слитка будет уменьшаться сверх допустимых значений. The range of values for reducing the flow of slag mixture to the mold within 10-40% of the working value is explained by the laws of heat removal from the ingot in the mold in the presence of a slag skull between the surface of the ingot and the walls of the mold. At lower values, the heat transfer from the ingot in the mold to the required limits will not increase. At large values, the heat sink from the ingot will decrease in excess of the permissible values.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от рабочего значения расхода шлаковой смеси. The specified range is set in direct proportion to the operating value of the flow rate of the slag mixture.

Диапазон расстояний от нижнего торца кристаллизатора до промежуточной опоры, где производится измерение ее перемещения в пределах 0,5-5 толщин слитка, объясняется закономерностями формирования и затвердевания оболочки слитка. При меньших значениях невозможно обеспечить расположение измерительных средств вблизи нижнего торца кристаллизатора. При больших значениях точность измерения смещения опоры будет недостаточной вследствие возникновения на поверхности слитка грубых складок и неровностей. The range of distances from the bottom end of the mold to the intermediate support, where its movement is measured within 0.5-5 thickness of the ingot, is explained by the laws of formation and solidification of the shell of the ingot. At lower values, it is impossible to ensure the location of the measuring means near the lower end of the mold. At large values, the accuracy of measuring the displacement of the support will be insufficient due to the occurrence of rough folds and irregularities on the surface of the ingot.

Способ непрерывной разливки металлов осуществляют следующим образом. The method of continuous casting of metals is as follows.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки в кристаллизатор подают сталь марки 3сп и вытягивают из него слиток прямоугольного сечения с переменной скоростью. В зоне вторичного охлаждения слиток поддерживают и направляют при помощи разрезных роликов с промежуточными опорами, монтируемых на рамах. Слиток охлаждают водой, распыливаемой форсунками, установленными между роликами. PRI me R. In the process of continuous casting, 3sp steel is fed into the mold and a rectangular ingot with a variable speed is pulled from it. In the secondary cooling zone, the ingot is supported and guided by means of split rollers with intermediate supports mounted on frames. The ingot is cooled by water sprayed by nozzles mounted between the rollers.

В процессе непрерывной разливки металлов определяют смещение промежуточной опоры и в момент превышения этого смещения величины 0,0005-0,006 толщины слитка уменьшают расход шлаковой смеси в кристаллизатор на 10-40% от рабочего значения, а при уменьшении этого смещения до 0,0001-0,002 толщины слитка увеличивают расход шлаковой смеси до рабочего значения. При этом измерение смещения промежуточной опоры производят на расстоянии от нижнего торца кристаллизатора в пределах 0,5-5,0 толщины слитка. На мениск металла в кристаллизаторе подают шлаковую смесь на основе СаО-SiO₂-Al₂O₃.In the process of continuous casting of metals, the displacement of the intermediate support is determined and, when this displacement is exceeded, the values 0.0005-0.006 of the thickness of the ingot reduce the consumption of slag mixture in the mold by 10-40% of the operating value, and when this displacement decreases to 0.0001-0.002 of the thickness ingot increase the consumption of slag mixture to a working value. In this case, the displacement of the intermediate support is measured at a distance from the lower end of the mold in the range of 0.5-5.0 ingot thickness. On the meniscus of the metal in the mold serves slag mixture based on CaO-SiO ₂ -Al ₂ O ₃ .

Определение смещения промежуточной опоры производят посредством применения источника направленного излучения, например лазера, оптического отражателя, например зеркала, и приемника излучения, например, ПЗС-линейки, которые расположены в изолированном кожухе. Кожух распложен в корпусе рамы вдоль ролика. Корпус промежуточной опоры смонтирован с зазором на корпусе рамы с возможностью перемещения и крепится к раме при помощи тяг, снабженных пружинами сжатия. Тяги проходят через раму внутрь кожуха, на одной из которых расположен приемник излучения или отражатель. Источник направленного излучения установлен с торца кожуха. В процессе разливки при смещении промежуточной опоры под действием неровностей на поверхности слитка и при выпучивании его оболочки происходит смещение тяги вместе с приемником излучения или отражателем. The displacement of the intermediate support is determined by using a directional radiation source, such as a laser, an optical reflector, such as a mirror, and a radiation receiver, such as a CCD array, which are located in an insulated casing. The casing is located in the frame body along the roller. The intermediate support housing is mounted with a gap on the frame housing with the possibility of movement and is attached to the frame using rods equipped with compression springs. The rods pass through the frame into the casing, on one of which there is a radiation receiver or reflector. A directional radiation source is installed from the end of the casing. During casting, when the intermediate support is displaced by irregularities on the surface of the ingot and when its shell is bulging, the draft is displaced together with the radiation receiver or reflector.

В таблице приведены примеры осуществления способа непрерывной разливки металлов при различных технологических параметрах. The table shows examples of the method of continuous casting of metals at various technological parameters.

В первом примере вследствие значительного уменьшения расхода шлаковой смеси увеличивается теплоотвод от слитка в кристаллизаторе сверх допустимых значений, что приводит к образованию в слитке внутренних и наружных трещин из-за увеличения значений температурных градиентов и термических напряжений сверх допустимых значений. In the first example, due to a significant decrease in the consumption of slag mixture, heat transfer from the ingot in the mold increases beyond the permissible values, which leads to the formation of internal and external cracks in the ingot due to an increase in the temperature gradients and thermal stresses above the allowable values.

В пятом примере вследствие незначительного уменьшения расхода шлаковой смеси оболочка слитка на выходе из кристаллизатора имеет недостаточную толщину, что вызывает выпучивание оболочки сверх допустимых значений, сопровождаемое образованием внутренних и наружных трещин, а также прорывами кристаллизатора при смещении промежуточной опоры разрезного ролика. In the fifth example, due to a slight decrease in the consumption of slag mixture, the shell of the ingot at the exit from the mold has insufficient thickness, which causes the shell to bulge beyond acceptable values, accompanied by the formation of internal and external cracks, as well as breakthroughs of the mold when the intermediate support of the split roller is displaced.

В общем случае измерение смещения может производиться одновременно на нескольких промежуточных опорах по длине одного разрезного ролика. In the general case, displacement measurement can be carried out simultaneously on several intermediate supports along the length of one split roller.

Сигнал о величине смещения промежуточной опоры передается в АСУ непрерывной разливки металлов, где производится выдача команд на изменение расхода воды на охлаждение кристаллизатора. The signal about the displacement of the intermediate support is transmitted to the automatic control system of continuous casting of metals, where commands are issued to change the flow rate of water to cool the mold.

Применение предлагаемого способа позволяет сократить брак слитков по внутренним и наружным трещинам на 0,7% The application of the proposed method allows to reduce the marriage of ingots for internal and external cracks by 0.7%

Claims

METHOD FOR CONTINUOUS METAL CASTING, including maintaining and guiding the ingot in the secondary cooling zone using rollers, cooling the surface of the ingot with a cooler sprayed by nozzles, regulating the flow rate of water for cooling the mold depending on the technological parameter, characterized in that the intermediate bias value is used as the technological parameter the supports of one of the rollers and when the displacement exceeds 0.0005 0.006 of the ingot thickness, this increases the cooling water flow mold by 10 20% of the operating value, and with a subsequent decrease in this displacement to 0.0001 0.002 ingot thickness, the water consumption for cooling the mold to a working value is reduced, while the displacement of the intermediate support is measured at a distance from the bottom of the mold within 0 , 5 5.0 thickness of the ingot.