RU2315680C2

RU2315680C2 - "melting on melting" method for continuous casting of steel onto slab and bloom blanks

Info

Publication number: RU2315680C2
Application number: RU2006105768/02A
Authority: RU
Inventors: Александр Валентинович Куклев; Абрам Владимирович Лейтес; Виталий Яковлевич Генкин; Виктор Павлович Нехаев; Павел Нилович Ткачев; Юрий Моисеевич Айзин
Original assignee: ООО "Корад"
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2008-01-27
Also published as: RU2006105768A

Abstract

FIELD: metallurgy, namely continuous casting processes.

SUBSTANCE: method for continuous casting of steel by " melting on melting" process comprises steps of feeding into molds slag forming mixture containing carbon, fluorine and oxides of Ca, Si, Mg, Al, Fe, Mn, Na, K and Li for forming on surface of melt metal protecting liquid slag; at casting process monitoring alkalinity of protection slag; in order to realize it, taking samples of slag from metal heel; determining percentage content of oxides of Ca, Si and Mg in them; at alkalinity of slag (CaO+MgO)/SiO > 1.35 changing slag forming mixture in molds and intermediate ladle; after stabilizing alkalinity of slag in range 0.6 - 1.2 going on casting process.

EFFECT: improved quality of continuously cast billets, lowered number of emergency metal breakouts through envelope of ingots under molds.

1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к разливке стали. Ближайшим техническими решением по его сущности и достигаемому результату является известный способ непрерывной разливки стали «плавка на плавку» на слябовые и блюмовые заготовки, включающий заливку металла из промежуточного ковша в кристаллизаторы, совершающие возвратно-поступательное движение, вытягивание из них слитков с рабочей скоростью, поддержание постоянного положения зеркала расплава в кристаллизаторах, подачу на зеркало расплава шлакообразующей смеси, содержащей углерод, фтор и окислы Са, Si, Mg, Al, Fe, Mn, Na, K, Li для образования жидкого защитного шлака с основностью

, контроль удельного расхода шлакообразующей смеси и замеры усилий вытягивания слитков из кристаллизатора. Эти технические решения взяты в качестве прототипа (Лейтес А.В. Защита стали в процессе непрерывной разливки стали. - М.: Металлургия, 1984, 198 с.; Херинг Л., Хеллер X., Фенцке X. Исследования выбора разливочного порошка при непрерывном литье слябов. // Черные металлы, 1992, №8, с.25-30).The invention relates to metallurgy, and more particularly to steel casting. The closest technical solution in its essence and the achieved result is a well-known method of continuous casting of steel “melting” on slab and bloom billets, including pouring metal from an intermediate ladle into molds that perform reciprocating motion, pulling ingots from them at a working speed, maintaining a constant position of the melt mirror in the molds; feeding to the melt mirror a slag-forming mixture containing carbon, fluorine and oxides of Ca, Si, Mg, Al, Fe, Mn, Na, K, Li to form idkogo protective slag basicity

, control of the specific consumption of the slag-forming mixture and measurements of the efforts of pulling the ingots from the mold. These technical solutions are taken as a prototype (Leites A.V. Steel protection in the process of continuous casting of steel. - M.: Metallurgy, 1984, 1989. Hering L., Heller X., Fentske X. Studies of the choice of casting powder in continuous casting slabs. // Ferrous metals, 1992, No. 8, p.25-30).

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет выявить в процессе разливки недопустимое ухудшение свойств защитного шлака на зеркале металла в кристаллизаторе при попадании в него окислов магния из футеровки промежуточного ковша или из шлака, находящегося в сталеразливочном ковше. Это может привести к аварийным прорывам металла через оболочку слитка под кристаллизатором и росту пораженности заготовок отливаемых серийно (плавка на плавку) шлаковыми включениями и трещинами.The disadvantage of this method is that it does not allow to detect during the casting an unacceptable deterioration in the properties of protective slag on the metal mirror in the mold when magnesium oxides get into it from the lining of the intermediate ladle or from slag located in the steel pouring ladle. This can lead to emergency breakthroughs of the metal through the shell of the ingot under the mold and an increase in the damage to the billets cast in series (smelting) with slag inclusions and cracks.

Технический эффект предлагаемого изобретения включает в себя повышение качества непрерывнолитых слябовых и блюмовых заготовок, а также снижение количества аварийных прорывов металла через оболочку слитков под кристаллизаторами. Он достигается тем, что в процессе непрерывной разливки отбирают с зеркала металла в кристаллизаторе пробы защитного шлака, в которых определяют процентное содержание окислов Са, Si, и Mg, а при превышении основности шлака

значения 1,35 заменяют шлакообразующую смесь в кристаллизаторах на менее основную и промежуточный ковш, а после стабилизации основности шлака в пределах 0,6-1,2 продолжают разливку до очередного контроля основности защитного шлака на зеркале металла в кристаллизаторе.The technical effect of the invention includes improving the quality of continuously cast slab and bloom billets, as well as reducing the number of emergency breakthroughs of metal through the shell of ingots under the molds. It is achieved by the fact that during continuous casting, samples of protective slag are taken from the metal mirror in the mold, in which the percentage of oxides Ca, Si, and Mg is determined, and when the basicity of the slag is exceeded

values of 1.35 replace the slag-forming mixture in the molds with a less basic and intermediate ladle, and after stabilization of the slag basicity in the range of 0.6-1.2, the casting is continued until the next control of the basicity of the protective slag on the metal mirror in the mold.

Примеры осуществления способа.Examples of the method.

1. На МНЛЗ из стали марки 09Г2, претерпевающей при затвердевании перитектическое превращение, отливают с рабочей скоростью 0,6 м/мин серию плавок (плавка на плавку) на заготовки сечением 360×360 мм с вводом расплава в кристаллизаторы через промежуточный ковш, у которого на рабочих стенках был нанесен слой торкретмассы на основе MgO. В процессе разливки кристаллизатор совершал возвратно-поступательное движение с ходом 10 мм. Уровень расплава в кристаллизаторе поддерживали с точностью +5 мм. Для защиты металла в кристаллизаторах применяли порошкообразную шлакообразующую смесь, которая содержала углерод, фтор и окислы Са, Si, Mg, Al, Fe, Mn, Na и К. Она образовывала на зеркале металла в кристаллизаторе защитный шлак с основностью1. On a continuous casting machine made of 09G2 steel, which undergoes peritectic transformation during solidification, a series of heats (smelting for melting) is cast at a working speed of 0.6 m / min onto billets with a section of 360 × 360 mm and the melt is introduced into the molds through an intermediate ladle, in a layer of MgO-based shotcrete was deposited on the working walls. During casting, the mold made a reciprocating motion with a stroke of 10 mm. The melt level in the mold was maintained with an accuracy of +5 mm. To protect the metal in the crystallizers, a powdery slag-forming mixture was used, which contained carbon, fluorine, and oxides of Ca, Si, Mg, Al, Fe, Mn, Na, and K. It formed protective slag on the metal mirror in the mold with basicity

.

В процессе разливки серии плавок отбирали с зеркала металла в кристаллизатора пробы шлака, в которых определяли процентное содержание (по массе) СаО, SiO₂ и MgO. Анализ проб шлака показал, что основность защитного шлака возросла до 1,5 (в основном за счет роста содержания MgO с 4 до 15%). После получения указанных данных заменили шлакообразующую смесь, которую засыпали в кристаллизаторы, на менее основную и

снизили скорость разливки до 0,55 мм, а затем заменили промежуточный ковш, у которого рабочий слой футеровки не содержал магнезита (высокоглиноземистый кирпич). После этого в процессе разливки отбирали пробы защитного шлака из кристаллизатора. Их анализ показал, что содержание MgO снизилось до 4 мас.%, а основность защитного шлака достигала 1,1. Затем процесс разливки продолжили.During casting, a series of melts was taken from a metal mirror in a slag crystallizer, in which the percentage (by weight) of CaO, SiO ₂ and MgO was determined. The analysis of slag samples showed that the basicity of the protective slag increased to 1.5 (mainly due to an increase in the MgO content from 4 to 15%). After obtaining these data, the slag-forming mixture was replaced, which was poured into the crystallizers, to a less basic and

reduced the casting speed to 0.55 mm, and then replaced the intermediate ladle, in which the working layer of the lining did not contain magnesite (high-alumina brick). After that, during the casting process, samples of protective slag were taken from the mold. Their analysis showed that the MgO content decreased to 4 wt.%, And the basicity of the protective slag reached 1.1. Then the casting process was continued.

Контроль качества поверхности непрерывнолитых заготовок, отлитых при применении защитного шлака с основностью 1,5, показал, что количество паукообразных трещин находится в пределах 11-21 шт./пог.м, а количество заготовок, пораженных шлаковыми включениями, в среднем составила 3,8%.Quality control of the surface of continuously cast billets cast using protective slag with a basicity of 1.5 showed that the number of arachnoid cracks is in the range of 11-21 pcs / m, and the number of billets affected by slag inclusions averaged 3.8 %

Контроль качества поверхности непрерывных заготовок, отлитых через промежуточные ковши без магнезитовой обмазки, у которых основность шлака составляла 1,0, показал, что количество паукообразных трещин не превышало 3 шт./пог.м, а количество заготовок, зачищенных по шлаковыми включениями, снизилось почти в 10 раз (до 0,4%).The quality control of the surface of continuous billets cast through intermediate ladles without magnesite coating, in which the slag basicity was 1.0, showed that the number of arachnid cracks did not exceed 3 pcs / m, and the number of billets scraped by slag inclusions decreased almost 10 times (up to 0.4%).

2. На двухручьевой МНЛЗ отливали слябы сечением 250×1700 мм из стали 17Г1СУ. Температура металла в промежуточном ковше составляла 1535°С, а рабочая скорость - 0,7 м/мин. Применяли промежуточные ковши с шамотной рабочей поверхностью. Уровень металла в промежуточном ковше поддерживали в пределах 0,8 м.2. On a two-strand continuous casting machine, slabs with a section of 250 × 1700 mm were cast from 17G1SU steel. The temperature of the metal in the tundish was 1535 ° C, and the working speed was 0.7 m / min. Used intermediate ladles with chamotte working surface. The metal level in the tundish was kept within 0.8 m.

Жидкую сталь из промежуточного ковша вводили в кристаллизаторы через погружаемые стаканы с боковыми выходными каналами, направленными в сторону узких граней. Кристаллизатор в процессе разливки совершал возвратно-поступательное движение. Ход кристаллизатора - 10 мм. Частота качания 80 1/мин.Liquid steel from an intermediate ladle was introduced into the crystallizers through immersion glasses with lateral output channels directed towards narrow faces. The mold during the casting made a reciprocating motion. The mold stroke is 10 mm. Swing frequency 80 1 / min.

На ручье №1 в кристаллизатор подавали опытную высокоосновную шлакообразующую смесь, которая образовывала защитный шлак следующего состава:On stream No. 1, an experimental highly basic slag-forming mixture was fed into the crystallizer, which formed protective slag of the following composition:

Содержание основных окислов и фтора, % по массе: 7F; 6Na₂O+К₂О; 6Аl₂О₃, 2Fе₂O₃.The content of basic oxides and fluorine,% by weight: 7F; 6Na ₂ O + K ₂ O; 6Al ₂ O ₃ , 2Fe ₂ O ₃ .

На ручье №2 в кристаллизатор подавали контрольную шлакообразующую смесь, которая образовывала защитный шлак следующего состава:On stream No. 2, a control slag-forming mixture was fed to the crystallizer, which formed protective slag of the following composition:

Содержание окислов и фтора, % по массе: 7F; 6Na₂O+K₂O; 6Аl₂О₃, 2Fе₂O₃.The content of oxides and fluorine,% by weight: 7F; 6Na ₂ O + K ₂ O; 6Al ₂ O ₃ , 2Fe ₂ O ₃ .

Удельный расход шлакообразующих смесей на ручье №1 - 0,6 кг/т; на ручье №2 - 0,8 кг/т. На зеркале металла в кристаллизаторе на ручье №1 постоянно приходилось убирать куски затвердевшего шлака; на ручье №2 подобная операция не требовалась.The specific consumption of slag-forming mixtures in stream No. 1 is 0.6 kg / t; on stream number 2 - 0.8 kg / t. On a metal mirror in the mold on stream No. 1 constantly had to remove pieces of hardened slag; on stream number 2, such an operation was not required.

На опытном ручье отлили 24 м слябов. На контрольном ручье - остальную часть плавки массой 350 т. Основность опытного и контрольного шлака, определенная на контрольных пробах, сохранилась в первоначальных пределах - 1,36÷1,38 и 1,0.24 m slabs were cast on an experimental stream. On the control stream - the rest of the smelting weighing 350 tons. The basicity of the experimental and control slag, determined on the control samples, remained in the original range of 1.36 ÷ 1.38 and 1.0.

Прекращению разливки на опытном ручье предшествовало возникновение вибрации и волн на зеркале металла в кристаллизаторе, что могло привести к аварийной ситуации. На поверхности слябов, отлитых на опытных и контрольных ручьях, были поперечные трещины, преимущественно со стороны узких граней. Их качество было примерно одинаковым на опытных и контрольных ручьях. Однако количество зачищенных шлаковых включений на опытных ручьях было примерно в 5 раз больше, чем на контрольных (4 и 20 шт. на сляб).The cessation of casting on the experimental stream was preceded by the occurrence of vibration and waves on the metal mirror in the mold, which could lead to an emergency. There were transverse cracks on the surface of the slabs cast on the experimental and control streams, mainly from the side of narrow faces. Their quality was approximately the same in the experimental and control streams. However, the amount of cleaned slag inclusions in the experimental streams was approximately 5 times higher than in the control streams (4 and 20 pcs. Per slab).

3. Анализ причин аварийных прорывов металла под кристаллизатором при отливке слябов сечением 250×1500÷1700 мм из трубной стали с вводом металла из промежуточного ковша с торкретированным рабочим слоем на основе магнезита при использовании шлакообразующей смеси с основностью

показал, что в большинстве случаев им предшествовал рост основности защитного слоя шлака

свыше 1,35.3. Analysis of the causes of emergency breakthroughs of metal under the mold during the casting of slabs with a cross section of 250 × 1500 ÷ 1700 mm from pipe steel with the introduction of metal from an intermediate ladle with a shotcrete working layer based on magnesite when using a slag-forming mixture with basicity

showed that in most cases they were preceded by an increase in the basicity of the protective slag layer

over 1.35.

Claims

The method of continuous casting of steel "melting" on slab and bloom billets, including casting metal from an intermediate ladle into molds that perform reciprocating motion, drawing ingots from them at a working speed, maintaining a constant position of the melt mirror in the molds, feeding slag-forming molds into the molds a mixture containing carbon, fluorine and oxides of Ca, Si, Mg, Al, Fe, Mn, Na, K and Li to form a liquid protective slag on the melt mirror and replace the intermediate ladle, characterized in that o during continuous casting, the basicity of the protective slag is controlled by taking samples of liquid protective slag from the metal in the mold, determining the percentage of Ca, Si, and Mg oxides in the samples, moreover, when the slag is basic

replace the slag-forming mixture in the molds and the intermediate ladle, and after stabilization of the basicity of the slag in the range of 0.6-1.2 continue casting.