RU2038184C1

RU2038184C1 - Method of continuous casting

Info

Publication number: RU2038184C1
Application number: RU92011601A
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, ingot is drawn out of 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, water discharge used for crystallizer cooling 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 water discharge in crystallizer increases for 10-20 percent of working value. Water discharge reduces 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 к предлагаемому является способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка, подачу на мениск металла в кристаллизаторе шлаковой смеси, сообщение кристаллизатору возвратно-поступательного движения, охлаждение стенок кристаллизатора проточной водой, поддержание и направление слитка в зоне вторичного охлаждения при помощи роликов, охлаждение поверхности слитка охладителем, распыливаемым форсунками, регулирование расхода шлаковой смеси в кристаллизатор [1]
Недостатком этого способа является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков.Closest to the proposed method is a continuous casting of metals, which includes feeding the metal into the mold, drawing an ingot from it, feeding slag mixture to the metal in the mold, imparting reciprocating motion to the mold, cooling the mold walls with running water, maintaining and directing the ingot in the secondary zone cooling by means of rollers, cooling the surface of the ingot with a cooler sprayed by nozzles, regulating the flow of slag mixture into the mold [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 воды на охлаждение кристаллизатора позволяет в этих условиях регулировать толщину оболочки слитка на выходе из кристаллизатора. В результате увеличивается прочность оболочки слитка, что устраняет образование внутренних и наружных трещин, а также прорывы металла под кристаллизатором. При этом происходит изменение теплоотвода от слитка в кристаллизатор. 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 water for cooling the mold allows under these conditions to adjust the thickness of the shell of the ingot at the exit of the mold. As a result, the strength of the shell of the ingot increases, which eliminates the formation of internal and external cracks, as well as breakthroughs of the metal under the mold. When this occurs, the heat sink from the ingot to the mold changes.

В известном способе отсутствие изменения расхода воды на охлаждение кристаллизатора 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 water for cooling 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 воды на охлаждение кристаллизатора, а также измеряют смещение роликов относительно технологической оси. The goal is achieved by the fact that metal is fed into the mold, the ingot is pulled out of the mold, the slag mixture is fed to the metal meniscus in the mold, the reciprocating motion is conveyed to the mold, the mold 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 water to cool the mold, and also measure the displacement of the roller relatively technological axis.

В процессе непрерывной разливки определяют смещение промежуточной опоры и в момент превышения этого смещения величины 0,0005-0,006 толщины слитка увеличивают расход воды на охлаждение кристаллизатора на 10-20% от рабочего значения, а при последующем уменьшении этого смещения до 0,0001-0,002 толщины слитка уменьшают расход воды на охлаждение кристаллизатора 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 displacement of the intermediate support is determined and, when this displacement exceeds 0.0005-0.006 of the ingot thickness, the water consumption for cooling the mold increases by 10-20% of the operating value, and with a subsequent decrease in this displacement to 0.0001-0.002 of the thickness the ingot reduces the flow rate of water for cooling 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 воды на охлаждение кристаллизатора 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 water for cooling 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 увеличивать расход воды на охлаждение кристаллизатора, объясняется закономерностями формирования и кристаллизации оболочки слитка. При меньших значениях перемещение промежуточной опоры соизмеримо с перемещением, вызванным складками на поверхности слитка, образующимися при возвратно-поступательном движении кристаллизатора. При больших значениях возможно образование внутренних и наружных трещин в слитке, а также возможен прорыв металла под кристаллизатором вследствие большой деформации прогиба оболочки слитка. The range of displacement of the intermediate support within 0.0005-0.006 of the thickness of the ingot, after which they begin to increase the flow of water for cooling the mold, 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 the displacement 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 a breakthrough of the metal under the mold due to the large deformation of the deflection of the shell of the ingot.

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 уменьшают расход воды на охлаждение кристаллизатора, объясняется закономерностями формирования и кристаллизации оболочки слитка. При меньших значениях перемещение промежуточной опоры соизмеримо с перемещением, вызванным складками на поверхности слитка, образующимися при возвратно-поступательном движении кристаллизатора. При больших значениях возможно образование внутренних и наружных трещин в слитке, а также возможен прорыв металла под кристаллизатором вследствие 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 water consumption for cooling the mold is reduced, 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 the displacement 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 a breakthrough of the metal under the mold due to deformation of the deflection of the ingot shell.

Диапазон значений увеличения расхода воды на охлаждение кристаллизатора в пределах 10-20% от рабочего значения объясняется закономерностями теплоотвода от слитка в кристаллизаторе. При меньших значениях изменение расхода воды на охлаждение кристаллизатора не повлияет на увеличение толщины оболочки. При больших значениях будет происходить переохлаждение оболочки, что приведет к браку слитков по трещинам. The range of values for increasing the flow rate of water for cooling the mold within 10-20% of the working value is explained by the laws of heat removal from the ingot in the mold. At lower values, a change in water flow for cooling the mold will not affect the increase in shell thickness. At high values, the shell will undercool, which will lead to the rejection of the ingots along the cracks.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от рабочего значения расхода воды на охлаждение кристаллизатора. The specified range is set in direct proportion to the operating value of the flow rate of water for cooling the mold.

Диапазон расстояний от нижнего торца кристаллизатора до промежуточной опоры, где производятся измерения 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, смонтированных 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 увеличивают расход воды на охлаждение кристаллизатора на 10-20% от рабочего значения, а при уменьшении этого смещения до 0,0001-0,002 толщины слитка уменьшают расход воды на охлаждение кристаллизатора до рабочего значения. При этом измерение смещения промежуточной опоры производят на расстоянии от нижнего торца кристаллизатора в пределах 0,5-5,0 толщины слитка. 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 ingot thickness increase the water consumption for cooling the mold by 10-20% of the operating value, and when this displacement decreases to 0.0001-0.002 of the thickness ingot reduces water consumption for cooling the mold to the operating 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.

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 расположен 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. 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 housing 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.

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. 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.

Охлаждающая вода подается под давлением 6 кг/см² в каналы, выполненные в рабочих медных стенках кристаллизатора.Cooling water is supplied under a pressure of 6 kg / cm ² into the channels made in the working copper walls of the mold.

В первом примере вследствие незначительного увеличения расхода воды на охлаждение кристаллизатора толщина оболочки будет недостаточной, что вызовет образование внутренних и наружных трещин, а также прорывы металла под кристаллизатором. In the first example, due to a slight increase in water consumption for cooling the mold, the shell thickness will be insufficient, which will cause the formation of internal and external cracks, as well as breakouts of the metal under the mold.

В пятом примере вследствие значительного увеличения расхода воды на охлаждение кристаллизатора будет происходить переохлаждение оболочки слитка, что вызовет брак слитков по внутренним и наружным трещинам. In the fifth example, due to a significant increase in the flow rate of water for cooling the mold, supercooling of the ingot shell will occur, which will cause the ingots to be rejected by internal and external cracks.

В шестом примере, прототипе, вследствие постоянства расхода воды на охлаждение кристаллизатора в условиях смещения промежуточной опоры разрезного ролика в слитках будут возникать внутренние и наружные трещины, а также будут происходить прорывы металла под кристаллизатором. In the sixth example, the prototype, due to the constancy of the flow rate of water for cooling the mold under conditions of displacement of the intermediate support of the split roller, internal and external cracks will occur in the ingots, and metal breakthroughs under the mold will also occur.

В примерах 2-4 будет сокращаться брак слитков по внутренним и наружным трещинам, а также устраняться прорывы металла вследствие своевременного увеличения расхода воды на охлаждение металла. In examples 2-4, the marriage of ingots along internal and external cracks will be reduced, and metal breakthroughs will be eliminated due to a timely increase in water consumption for metal cooling.

В шестом примере, прототипе, вследствие отсутствия изменения расхода шлаковой смеси в кристаллизатор при смещении промежуточной опоры в оболочке слитка возникают внутренние и наружные трещины, происходят прорывы металла под кристаллизатором. In the sixth example, the prototype, due to the absence of a change in the flow rate of the slag mixture into the mold when the intermediate support is displaced, internal and external cracks occur in the shell of the ingot, metal breaks occur under the mold.

В примерах 2-4 будет сокращаться брак слитков по внутренним и наружным трещинам, а также будут устраняться прорывы металла вследствие своевременного уменьшения расхода шлаковой смеси в кристаллизатор при смещении промежуточной опоры разрезного ролика. In examples 2-4, the marriage of ingots along internal and external cracks will be reduced, and metal breakthroughs will be eliminated due to a timely reduction in the consumption of slag mixture in 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 шлаковой смеси в кристаллизатор. 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 the slag mixture into the mold.

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

Claims

METHOD FOR CONTINUOUS METAL Pouring mainly using split rollers with intermediate supports, including feeding metal into the mold, drawing an ingot from the mold, feeding slag mixture to the metal meniscus, returning the mold to the mold, cooling the mold walls with running water, maintaining and directing with in the secondary cooling zone using rollers, regulation of the flow of slag mixture into the mold, characterized in that in the process during continuous casting, the displacement of the support support is determined, and when the displacement exceeds 0.0005 0.006 of the ingot thickness, the slag mixture consumption in the mold is reduced by 10 40% of the operating value, and with a subsequent decrease in this displacement to 0.0001 0.002, the ingot thickness is increased the slag mixture consumption is up to the operating value, while the displacement of the intermediate support is measured at a distance from the lower end of the mold within 0.5 to 5.0 thickness of the ingot.