RU2048962C1

RU2048962C1 - Method of continuous casting of metals

Info

Publication number: RU2048962C1
Application number: RU93025816A
Authority: RU
Inventors: Владимир Ильич Лебедев; Альберт Павлович Щеголев; Владимир Алексеевич Тихановский; Александр Леонидович Кузьминов; Юрий Павлович Бойко; Владимир Сергеевич Луковников; Юрий Иванович Жаворонков
Original assignee: Производственное объединение "Южуралмаш"
Priority date: 1993-04-29
Filing date: 1993-04-29
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: casting of metals. SUBSTANCE: metal is fed into crystallizer, ingot of rectangular section is drawn out of crystallizer with varying speed, working walls of crystallizer are cooled with running water, slag mixture is fed on meniscus of metal in crystallizer, the metal surface is cooled under crystallizer with a cooler dispersed by injectors and temperature of ingot surface is measured. In the process of continuous casting temperature is measured at four angles on joining edges of ingot. The results of measurements received at each angle are compared in pairs. In case the difference in temperature values on joining edges at least in one of the angles increases by 10-60 per cent of the working value discharge of cooler in the secondary cooling zone increases by 10-40 per cent of the working value. EFFECT: improved quality. 1 tbl

Description

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

Известен способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, вытягивание из него слитка прямоугольного сечения с переменной скоростью, охлаждение рабочих стенок кристаллизатора проточной водой, подачу на мениск металла в кристаллизаторе шлаковой смеси, охлаждение поверхности слитка под кристаллизатором охладителем, распыливаемым форсунками, сгруппированными по участкам, а также измерение температуры поверхности слитка в средней части широких граней. A known method of continuous casting of metals, including feeding metal into the mold, drawing a rectangular ingot from it at a variable speed, cooling the working walls of the mold with running water, feeding slag mixture to the metal meniscus, cooling the surface of the ingot under the mold with a cooler sprayed by nozzles grouped by sections, as well as measuring the surface temperature of the ingot in the middle of wide faces.

В процессе разливки измеряют температуру в средней части широкой грани, при этом при отклонении температуры поверхности слитка выше 3-8% от рабочего оптимального значения изменяют удельные расходы охладителя на участках зоны вторичного охлаждения в прямо пропорциональной зависимости от температуры. In the process of casting, the temperature is measured in the middle part of the wide face, while with a deviation of the surface temperature of the ingot above 3-8% from the working optimal value, the specific costs of the cooler in the areas of the secondary cooling zone are directly proportional to temperature.

Недостатком известного способа является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков. Это объясняется тем, что не контролируют температуру поверхности в районе всех четырех углов слитка в месте сопряжения его граней. Отсутствие этого контроля не дает возможности оперативного изменения расходов охладителя в случае рассогласования этих температур сверх допустимых значений. В результате в углах слитка возникают внутренние и наружные трещины, что приводит к браку слитков. The disadvantage of this method is the unsatisfactory quality of continuously cast ingots. This is because they do not control the surface temperature in the region of all four corners of the ingot at the interface of its faces. The absence of this control makes it impossible to quickly change the costs of the cooler in case of mismatch of these temperatures in excess of the permissible values. As a result, internal and external cracks occur in the corners of the ingot, which leads to the rejection of the ingots.

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 него слиток прямоугольного сечения с переменной скоростью, охлаждают рабочие стенки кристаллизатора проточной водой, подают на мениск металла в кристаллизатор шлаковую смесь, охлаждают поверхность слитка под кристаллизатором охладителем, распыляемым форсунками, а также измеряют температуру поверхности слитка. The goal is achieved by the fact that metal is fed into the mold, a rectangular ingot is pulled out from it at a variable speed, the working walls of the mold are cooled with running water, a slag mixture is fed to the metal meniscus in the mold, the surface of the ingot is cooled under the mold by a nozzle cooler, and the temperature is also measured surface of the ingot.

В процессе непрерывной разливки измерение температуры производят в районе четырех углов по сопрягаемым граням слитка, сравнивают попарно полученные результаты измерений в районе каждого угла и при увеличении разницы значений температуры по сопрягаемым граням хотя бы в одном из углов в пределах 10-60% от значения, заданного по технологии, увеличивают расход охладителя в зоне вторичного охлаждения на 10-40% от значения, заданного по технологии. In the process of continuous casting, the temperature is measured in the region of four angles by the mating faces of the ingot, the results of measurements are measured in pairs in the region of each corner and when the difference in temperature values of the mating faces increases in at least one of the angles within 10-60% of the value specified by technology, increase the flow rate of the cooler in the secondary cooling zone by 10-40% of the value set by the technology.

Улучшение качества непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие своевременного увеличения расхода охладителя в зоне вторичного охлаждения в соответствии с результатами измерения температуры поверхности в районе углов слитка. В этих условиях на угловых участках поверхности слитка не будут образовываться внутренние и наружные трещины. Improving the quality of continuously cast ingots will occur due to the timely increase in the flow rate of the cooler in the secondary cooling zone in accordance with the results of measuring the surface temperature in the region of the corners of the ingot. Under these conditions, internal and external cracks will not form on the corner sections of the surface of the ingot.

Необходимость измерения температуры в районе четырех углов сопряжения граней слитка объясняется закономерностями теплоотвода от слитка. При нарушении разницы значений температуры по сопрягаемым граням сверх допустимых пределов в углах слитка возникают температурные градиенты и термические напряжения, превосходящие сверх допустимые значения, что приводит к браку слитков по угловым трещинам. The need to measure temperature in the region of the four angles of conjugation of the faces of the ingot is explained by the laws of heat removal from the ingot. If the temperature difference between the mating faces is violated over the allowable limits, temperature gradients and thermal stresses occur in the corners of the ingot that exceed the allowable values, which leads to the rejection of the ingots by angular cracks.

Диапазон увеличения разницы значений температуры по сопрягаемым граням хотя бы в одном из углов в пределах 10-60% от рабочего значения объясняется закономерностями увеличения значений температурных градиентов и термических напряжений. При меньших значениях температурные градиенты и термические напряжения еще не будут превосходить допустимые значения. Большие значения устанавливать не имеет смысла, так как угловые трещины в слитках образуются при меньших значениях разницы температур. The range of increase in the difference in temperature values along the mating faces in at least one of the angles within 10-60% of the working value is explained by the laws of increasing values of temperature gradients and thermal stresses. At lower values, temperature gradients and thermal stresses will not yet exceed the permissible values. It does not make sense to establish large values, since angular cracks in the ingots form at lower values of the temperature difference.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от величины рабочего значения разницы температур по сопрягаемым граням слитка в районе его углов. The specified range is set in direct proportion to the magnitude of the operating value of the temperature difference along the mating faces of the ingot in the region of its corners.

Диапазон увеличения расхода охладителя в зоне вторичного охлаждения в пределах 10-40% от рабочего значения объясняется закономерностями теплоотвода от слитка и развития угловых трещин. При больших значениях будет происходить переохлаждение слитка. При меньших значениях не будет устраняться процесс развития угловых трещин. The range of increase in the flow rate of the cooler in the secondary cooling zone within 10-40% of the working value is explained by the laws of heat removal from the ingot and the development of angular cracks. At high values, ingot will be supercooling. At lower values, the process of development of angular cracks will not be eliminated.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от рабочего значения удельных расходов охладителя в зоне вторичного охлаждения. The specified range is set in inverse proportion to the operating value of the specific flow rate of the cooler in the secondary cooling zone.

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 3 сп и вытягивают из него слиток прямоугольного сечения с переменной скоростью. На мениск металла в кристаллизаторе подают шлаковую смесь на основе CaO-SiO₂-Al₂O₃ с переменным расходом. Рабочие стенки кристаллизатора охлаждают проточной водой с переменным расходом. В зоне вторичного охлаждения слиток поддерживают и направляют при помощи приводных и холостых роликов, а также охлаждают водой, распыливаемой форсунками. Удельные расходы воды изменяют по экспоненциальному закону от максимального значения под кристаллизатором до минимального значения в конце зоны охлаждения. Охлаждение производят по всему периметру слитка.PRI me R. During continuous casting, 3 cn grade steel is fed into the mold and a rectangular ingot with a variable speed is pulled from it. A slag mixture based on CaO — SiO ₂ —Al ₂ O ₃ with a variable flow rate is fed to the metal meniscus in the mold. The working walls of the mold are cooled by running water with a variable flow rate. In the secondary cooling zone, the ingot is supported and guided by means of drive and idle rollers, and also cooled by water sprayed by nozzles. The specific water flow rates vary exponentially from the maximum value under the mold to the minimum value at the end of the cooling zone. Cooling is performed around the entire perimeter of the ingot.

В процессе непрерывной разливки измеряют температуру поверхности в районе четырех углов по сопрягаемым граням слитка с помощью, например, пирометров или тепловых труб. Температуру измеряют на расстоянии 20-30 мм от угловых ребер слитка на расстоянии 1-8 м от нижнего торца кристаллизатора. In the process of continuous casting, the surface temperature is measured in the region of four corners from the mating faces of the ingot using, for example, pyrometers or heat pipes. The temperature is measured at a distance of 20-30 mm from the corner edges of the ingot at a distance of 1-8 m from the lower end of the mold.

Полученные результаты измерения температуры сравнивают попарно и при увеличении разницы значений температуры по сопрягаемым граням хотя бы в одном из углов в пределах 10-60% от рабочего значения увеличивают расход охладителя в зоне вторичного охлаждения на 10-40% от рабочего значения. The obtained results of temperature measurement are compared in pairs and, with an increase in the temperature difference between the mating faces, at least in one of the angles within 10-60% of the operating value, the cooler consumption in the secondary cooling zone is increased by 10-40% of the operating value.

После уменьшения этой разницы до рабочего значения уменьшают расход охладителя в зоне вторичного охлаждения до рабочего значения. After reducing this difference to the operating value, the flow rate of the cooler in the secondary cooling zone is reduced to the operating value.

В таблице приведены примеры осуществления способа непрерывной разливки металлов с различными технологическими параметрами. The table shows examples of the method of continuous casting of metals with various technological parameters.

В примере 1 вследствие незначительного увеличения расхода охладителя в зоне вторичного охлаждения не устраняется процесс образования и развития угловых трещин в слитках. In example 1, due to a slight increase in the flow rate of the cooler in the secondary cooling zone, the process of formation and development of angular cracks in the ingots is not eliminated.

В примере 5 вследствие значительного увеличения расхода охладителя в зоне вторичного охлаждения происходит переохлаждение поверхности слитков, что вызывает их брак по внутренним и наружным трещинам. In example 5, due to a significant increase in the flow rate of the cooler in the secondary cooling zone, the surface of the ingots is supercooled, which causes them to be rejected by internal and external cracks.

В примере 6 (прототип) вследствие отсутствия измерения температуры поверхности слитка в районе его углов и соответствующего увеличения расхода охладителя в зоне вторичного охлаждения в слитках возникают угловые наружные и внутренние трещины как продольные, так и поперечные. In example 6 (prototype) due to the lack of measurement of the surface temperature of the ingot in the region of its corners and the corresponding increase in the flow rate of the cooler in the secondary cooling zone, angular external and internal cracks both longitudinal and transverse arise in the ingots.

В примерах 2-4 вследствие измерения температуры поверхности слитка в районе его углов и увеличения расходов охладителя в оптимальных пределах в соответствии с результатами измерений температуры в слитках не образуются внутренние и наружные трещины. In examples 2-4, due to the measurement of the surface temperature of the ingot in the region of its corners and the increase in coolant consumption in the optimal range, no internal or external cracks are formed in the ingots in accordance with the temperature measurements.

Применение предлагаемого способа позволяет сократить брак слитков по угловым трещинам на 1,8% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ непрерывной разливки металов, применяемый на Череповецком металлургическом комбинате. The application of the proposed method allows to reduce the marriage of ingots for angular cracks by 1.8%. The economic effect is calculated in comparison with the base object, which is the continuous casting method used at the Cherepovets Metallurgical Plant.

Claims

METHOD OF CONTINUOUS METAL CASTING, including supplying metal to the mold, drawing a rectangular ingot with variable speed from it, cooling the working walls of the mold with running water, supplying slag mixture to the metal meniscus, cooling the surface of the ingot under the mold by a cooler, sprayed nozzles, and temperature of the surface of the ingot, characterized in that in the process of continuous casting, the temperature is measured in the areas of four corners by mating to the facets of the ingot, the measurement results obtained in pairs in the region of each corner are compared, and with an increase in the temperature difference between the mating faces at least in one of the angles within 10–60% of the set value, the flow rate of the cooler in the secondary cooling zone increases by 10–40% from value set by technology.