RU2165332C2

RU2165332C2 - Method of operation of composite mold for steel continuous casting

Info

Publication number: RU2165332C2
Application number: RU99108781A
Authority: RU
Inventors: М.К. Филяшин; В.М. Мазуров; В.П. Хвостов; В.К. Савилов; А.П. Попов; В.И. Уманец; В.И. Лебедев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2001-04-20

Abstract

FIELD: metallurgy, particularly, preparation for pouring of metal into molds consisting of separate working walls. SUBSTANCE: method includes application to mold working walls of coating, subsequent pouring of steel into mold, supply to steel meniscus in mold during metal pouring of slag-forming mixture and withdrawal of casting from mold. Supplied prior to steel pouring to joints between mold working walls is coating substance including 10-20% of aluminum phosphate, 60-85% of alumina and 5-20% of slag-forming mixture intended for its supply to steel meniscus in mold in process of teeming. Coating substance is applied to joints on length equaling 0.4-0.6 height of working walls on side of upper end of mold. After supply of coating substance to joints between working walls, it is removed from surface of wall sections adjacent to wall joints. EFFECT: higher quality of continuously cast castings, efficiency of process of steel continuous casting and increased stability of mold. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке стали, в частности, к подготовке к разливке кристаллизаторов, состоящих из отдельных рабочих стенок. The invention relates to metallurgy, and more particularly, to continuous casting of steel, in particular, to the preparation for casting of molds consisting of separate working walls.

Наиболее близким по технической сущности является способ эксплуатации сборного кристаллизатора для непрерывной разливки стали, включающий нанесение на рабочие стенки кристаллизатора обмазки, последующую подачу в кристаллизатор металла, подачу на мениск металла в кристаллизаторе в процессе разливки шлакообразующей смеси и вытягивание из кристаллизатора слитка. The closest in technical essence is a method of operating a precast mold for continuous casting of steel, including applying a coating to the working walls of the crystallizer, subsequent feeding of metal into the mold, feeding the slag-forming mixture to the meniscus during casting, and drawing an ingot from the mold.

Обмазка состоит из смеси дисульфида молибдена, парафина и воска. Удельный расход дисульфида молибдена составляет 5 · 10^-3 кг/т стали. Эффективность обмазки сохраняется в течение пяти плавок после ее нанесения на рабочие стенки кристаллизатора. Под влиянием высокой температуры стали в процессе разливки дисульфида молибдена диффундирует в медные стенки, в результате чего образуется поверхностный слой, снижающий силы трения и препятствующий прилипанию к стенкам разливаемой стали (см. Лейтес A.B. Защита стали в процессе непрерывной разливки.- М.: Металлургия, 1984, c. 142).The coating consists of a mixture of molybdenum disulfide, paraffin and wax. The specific consumption of molybdenum disulfide is 5 · 10 ^-3 kg / t of steel. The effectiveness of the coating is maintained for five melts after it is applied to the working walls of the mold. Under the influence of high temperature of the steel during casting, molybdenum disulfide diffuses into the copper walls, resulting in the formation of a surface layer that reduces friction and prevents adhesion to the walls of the cast steel (see Leites AB Protection of steel during continuous casting.- M .: Metallurgy, 1984, p. 142).

Недостатком известного способа является невозможность заделки щелей в угловых участках кристаллизатора в местах стыка рабочих стенок. Это объясняется химическим составом обмазки и способом ее нанесения на рабочие стенки. В результате вследствие наличия зазоров между рабочими широкими и узкими стенками в них заходит жидкая сталь и кристаллизуется в зазорах. Вследствие этого при вытягивании слитка образуются надрывы и трещины в его угловых участках, что приводит к прорывам металла под кристаллизатором и как следствие к снижению производительности непрерывной разливки стали и к выходу кристаллизатора из работы. The disadvantage of this method is the impossibility of sealing cracks in the corner sections of the mold at the junction of the working walls. This is due to the chemical composition of the coating and the method of applying it to the working walls. As a result, due to the presence of gaps between the working wide and narrow walls, liquid steel enters them and crystallizes in the gaps. As a result, when the ingot is drawn, tears and cracks form in its corner sections, which leads to breakthroughs of the metal under the mold and, as a result, to a decrease in the productivity of continuous casting of steel and to the exit of the mold from work.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении качества непрерывнолитых слитков, производительности процесса непрерывной разливки стали, а также в повышении стойкости кристаллизатора. The technical effect when using the invention is to improve the quality of continuously cast ingots, the performance of the process of continuous casting of steel, as well as to increase the resistance of the mold.

Указанный технический эффект достигают тем, что способ эксплуатации сборного кристаллизатора для непрерывной разливки стали включает нанесение на рабочие стенки кристаллизатора обмазки, последующую подачу в кристаллизатор стали, подачу на мениск стали в кристаллизаторе в процессе разливки шлакообразующей смеси и вытягивание из кристаллизатора слитка. The specified technical effect is achieved in that the method of operating the precast mold for continuous casting of steel involves applying a coating on the working walls of the crystallizer, subsequent feeding of steel into the mold, feeding steel to the meniscus in the mold during casting of the slag-forming mixture, and drawing an ingot from the mold.

Перед разливкой в стыки между рабочими стенками кристаллизатора подают обмазку, состоящую из 10-20% фосфата алюминия, 60-85% глинозема и 5-20% шлакообразующей смеси, предназначенной для подачи на мениск стали в кристаллизаторе в процессе разливки. Обмазку подают в стыки на длине, равной 0,4-0,6 высоты рабочих стенок со стороны верхнего торца кристаллизатора. После подачи обмазки в стыки между рабочими стенками ее удаляют с поверхности участков стенок, прилегающих к стыкам стенок. Before casting, a joint consisting of 10-20% aluminum phosphate, 60-85% alumina and 5-20% slag-forming mixture intended for supplying steel to the meniscus in the mold during casting is fed to the joints between the working walls of the mold. The coating is fed to the joints at a length equal to 0.4-0.6 of the height of the working walls from the side of the upper end of the mold. After applying the coating to the joints between the working walls, it is removed from the surface of the sections of the walls adjacent to the joints of the walls.

Повышение качества непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие устранения затекания жидкой стали в щели, имеющиеся в местах стыка рабочих стенок кристаллизатора. Повышение производительности процесса непрерывной разливки стали будет происходить вследствие сокращения прорывов металла под кристаллизатором из-за устранения трещин и надрывов в угловых участках слитков. При этом повышается стойкость кристаллизации вследствие устранения прогрессирующего разрушения стыков рабочих стенок в процессе эксплуатации кристаллизаторов. Improving the quality of continuously cast ingots will occur as a result of eliminating the flow of liquid steel into the slots at the joints of the working walls of the mold. The increase in productivity of the process of continuous casting of steel will occur due to the reduction of breakthroughs of metal under the mold due to the elimination of cracks and tears in the corner sections of the ingots. This increases the crystallization resistance due to the elimination of the progressive destruction of the joints of the working walls during operation of the molds.

Диапазон значений количества фосфата алюминия в пределах 10-20% объясняется необходимыми физико-механическими свойствами обмазки. При меньших и больших значениях обмазка не будет обладать необходимыми связующими свойствами. В последнем случае будет происходить перерасход фосфата алюминия. Указанный диапазон устанавливается в обратной зависимости от скорости вытягивания слитка из кристаллизатора. The range of values of the amount of aluminum phosphate in the range of 10-20% is due to the necessary physical and mechanical properties of the coating. At lower and higher values, the coating will not have the necessary binding properties. In the latter case, an over consumption of aluminum phosphate will occur. The specified range is set in inverse proportion to the speed of drawing the ingot from the mold.

Диапазон значений количества глинозема в пределах 60-85% объясняется термостойкими свойствами обмазки при больших температурах. При меньших значениях обмазка не будет обладать необходимыми термостойкостью и прочностью. При больших значениях обмазка будет хрупкой с низкой стойкостью. При этом будет происходить перерасход кремнезема. Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от скорости вытягивания слитка из кристаллизатора. The range of alumina amounts in the range of 60-85% is explained by the heat-resistant properties of the coating at high temperatures. At lower values, the coating will not have the necessary heat resistance and strength. At high values, the coating will be brittle with low durability. In this case, overuse of silica will occur. The specified range is set in direct proportion to the speed of drawing the ingot from the mold.

Диапазон значений количества шлакообразующей смеси в обмазке в пределах 5-20% объясняется физико-химическими и теплофизическими закономерностями затвердевания обмазки и ее износа в процессе разливки стали и контакта с поверхностью угловых участков слитка, разливаемого под слоем шлакообразующей смеси на мениске стали в кристаллизаторе. При меньших и больших значениях будет снижаться износ и стойкость обмазки, находящейся в стыках рабочих стенок, в процессе непрерывной разливки. Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от значения основности шлаковой смеси и содержания в ней углерода. The range of values of the amount of slag-forming mixture in the coating in the range of 5-20% is explained by the physicochemical and thermophysical laws of solidification of the coating and its wear during steel casting and contact with the surface of the corner sections of the ingot cast under the layer of slag-forming mixture on the meniscus of steel in the mold. At lower and higher values, the wear and durability of the coating located at the joints of the working walls during continuous casting will decrease. The specified range is set in direct proportion to the basicity of the slag mixture and its carbon content.

Диапазон значений длины стыков рабочих стенок, на которой подают обмазку, в пределах 0,4-0,6 высоты кристаллизатора объясняется закономерностями формирования оболочки слитка, разливаемого под слоем шлакообразующей смеси, величины ее основности и содержания в смеси углерода. При меньших значениях возможно затекание стали в стыки рабочих стенок. При больших значениях будет происходить перерасход обмазки вследствие ее подачи в нижней части кристаллизатора. Указанный диапазон устанавливают в обратной зависимости от длины кристаллизатора. The range of lengths of the joints of the working walls, on which the coating is applied, in the range of 0.4-0.6 of the mold height is explained by the laws of formation of the shell of the ingot, cast under a layer of slag-forming mixture, its basicity and carbon content in the mixture. At lower values, steel may leak into the joints of the working walls. At high values, over-coating will occur due to its supply in the lower part of the mold. The specified range is set in inverse proportion to the length of the mold.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the proposed method with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. The following is an embodiment of the invention that does not exclude other variations within the scope of the claims.

Способ эксплуатации сборного кристаллизатора для непрерывной разливки стали осуществляют следующим образом. The method of operation of the precast mold for continuous casting of steel is as follows.

Пример. Перед началом непрерывной разливки стали марки 08пс в сборный кристаллизатор слябового сечения в стыки медных рабочих стенок подают обмазку, состоящую из 10-20% фосфата алюминия (Al(H₂PO₄)₂, 60-85% глинозема Al₂O₃ и 5-20% шлакообразующей смеси, предназначенной для подачи на мениск стали в кристаллизаторе в процессе разливки. Химический состав разливаемой стали следующий, мас.%: C = 0,05 - 0,11; Si = 0,05 - 0,17; Mn = 0,35 - 0,45; S ≤ 0,025; P ≤ 0,025; Cr = 0,10; Ni ≤ 0,30; Cu ≤ 0,030; Al = 0,01. Химический состав шлакообразующей смеси следующий, мас.%: C = 7 - 10; Al₂O₃ = 7 - 10; F = 7 - 10; CaO = 30; SiO₂ = 30; остальное - сопутствующие элементы MgO, FeO, Na₂O, Ka₂O и др. Основность шлакообразующей смеси составляет CaO/SiO₂ 0,8 - 1,3.Example. Before the continuous casting of 08ps grade steel begins, a grease consisting of 10-20% aluminum phosphate (Al (H ₂ PO ₄ ) ₂ , 60-85% alumina Al ₂ O ₃ and 5- is fed into the slab cross-sectional mold; 20% of a slag-forming mixture intended for supplying steel to the meniscus in the mold during casting.The chemical composition of the cast steel is as follows, wt.%: C = 0.05 - 0.11; Si = 0.05 - 0.17; Mn = 0 , 35 - 0.45; S ≤ 0.025; P ≤ 0.025; Cr = 0.10; Ni ≤ 0.30; Cu ≤ 0.030; Al = 0.01. The chemical composition of the slag-forming mixture is as follows, wt.%: C = 7 - 10; Al ₂ O ₃ = 7 - 10; F = 7 - 10; CaO = 30; SiO ₂ = 30; else - . Companion elements MgO, FeO, Na ₂ O, Ka ₂ O, etc. The basicity of the slag-forming mixture of CaO / SiO ₂ 0.8 - 1.3.

Обмазку подают в стыки на длине 0,4-0,6 высоты рабочих стенок со стороны верхнего торца кристаллизатора. Обмазку наносят вручную с помощью, например, скребка. После подачи обмазки в стыки между рабочими стенками ее удаляют с поверхности участков стенок, прилегающих к стыкам стенок, с помощью того же скребка и начинают процесс разливки стали под слоем шлакообразующей смеси указанного выше состава. The coating is fed to the joints at a length of 0.4-0.6 of the height of the working walls from the upper end of the mold. The coating is applied manually using, for example, a scraper. After applying the coating to the joints between the working walls, it is removed from the surface of the sections of the walls adjacent to the joints of the walls using the same scraper and the steel casting process is started under a layer of a slag-forming mixture of the above composition.

В процессе подачи обмазки возможные щели в стыках рабочих стенок заполняют обмазкой, что впоследствии после начала непрерывной разливки устраняет затекание жидкой стали в стыки рабочих стенок. При этом состав обмазки обеспечивает ее прочность и износостойкость в процессе непрерывной разливки. In the process of applying the coating, possible gaps in the joints of the working walls are filled with coating, which subsequently after the start of continuous casting eliminates the flow of liquid steel into the joints of the working walls. Moreover, the composition of the coating provides its strength and wear resistance during continuous casting.

В таблице приведены примеры использования способа с различными технологическими параметрами. The table shows examples of the use of the method with various technological parameters.

В первом примере вследствие малой длины участка подачи в стыки рабочих стенок обмазки и отсутствия необходимого состава обмазки не происходит надежного заделывания щелей в стыках рабочих стенок, что приводит к снижению качества угловых участков слитков, к прорывам металла под кристаллизатором и к снижению стойкости кристаллизатора. In the first example, due to the small length of the feed section at the joints of the working walls of the coating and the lack of the necessary composition of the coating, there is no reliable sealing of cracks in the joints of the working walls, which leads to a decrease in the quality of the corner sections of the ingots, to breakthroughs of the metal under the mold and to a decrease in the resistance of the mold.

В пятом примере вследствие отсутствия необходимого содержания компонентов в обмазке не обеспечивается надежная заделка стыков рабочих стенок. Большая длина участка заполнения стыков рабочих стенок приводит к перерасходу обмазки. In the fifth example, due to the lack of the necessary component content in the coating, reliable sealing of the joints of the working walls is not provided. The large length of the filling area of the joints of the working walls leads to an overuse of the coating.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие необходимого состава обмазки и длины участков стыков, на которые подается обмазка, повышается стойкость кристаллизатора на 5-10%, а также снижаются прорыва металла под кристаллизатором на 2-3%. In the optimal examples 2-4, due to the necessary composition of the coating and the length of the sections of joints to which the coating is applied, the mold resistance is increased by 5-10%, and metal breakthroughs under the mold are reduced by 2-3%.

Claims

1. The method of operation of the precast mold for continuous casting of steel, comprising applying a coating to the working walls of the mold, the subsequent supply of metal to the mold, feeding the metal to the meniscus in the mold during the casting of the slag-forming mixture, and drawing an ingot from the mold, characterized in that before casting to the joints between the working walls of the mold, a coating is applied consisting of 10 - 20% aluminum phosphate, 60 - 85% alumina and 5 - 20% slag-forming mixture intended for supplying one hundred meniscus and in the mold during casting, the plaster is fed into the joints over the length of 0.4 - 0.6 the working height of the walls from the upper end of the mold.

2. The method according to p. 1, characterized in that after applying the plaster to the joints between the working walls, it is removed from the surface of the sections of the walls adjacent to the joints of the walls.