SK283020B6 - Spôsob výroby pásu z tvárnej ocele a zariadenie na jeho vykonávanie - Google Patents

Abstract

Je opísané zariadenie na kontinuálne odlievanie tenkých dosiek (plosiek), ktoré majú hrúbku menšiu ako 150 mm, zahŕňajúce vákuovú medzipanvu s prvou atmosférickou komorou (7) a druhou nízkotlakovou alebo vákuovou komorou (1), ktorá je hydraulicky spojená s prvou komorou, a ďalej zahŕňa čistiace prostriedky (11), ktoré dodávajú do tekutej ocele čistiaci plyn po tom, čo oceľ vstúpila do prvej komory, ale predtým, než vstúpila do druhej komory.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby pásu tvárnej ocele a zahŕňa kroky vytvárania tenkej dosky (ploský) z tekutej ocele, umiestnenej v kokile zariadenia na kontinuálne odlievanie, s hrúbkou menšou než 150 mm, ktorá sa homogenizuje v homogenizačnej peci a ďalej sa valcuje v stave, pri ktorom sa štruktúra nachádza v austenitickej oblasti, a to s využitím odlievacej teploty, čím sa získa doska vo forme medziproduktu, ktorý sa, ak sa to požaduje, ochladí na teplotu, pri ktorej sa štruktúra podstatnej časti ocele transformuje do feritickej oblasti, pričom sa tento medziprodukt ďalej valcuje do pásu so štruktúrou v austenitickej alebo feritickej oblasti.

Doterajší stav techniky

Tento spôsob je opísaný v EP-A-0541754. Tento spôsob má mimoriadne výhody, keďže sa môže realizovať kontinuálnym alebo polokontinuálnym spôsobom, čo okrem iného vedie k lepšiemu využitiu materiálu a zariadenia. Významná nevýhoda tohto spôsobu spočíva v tom, že až dosiaľ nebol vhodný na výrobu vysoko kvalitnej ocele, napríklad intersticiálnej voľnej ocele alebo inej tvárnej ocele s vysoko kvalitným povrchom a s vysokým stupňom voľnosti vnútorných defektov. Zdrojom väčšiny týchto problémov sú procesy v kokile zariadenia kontinuálneho odlievania. Procesy sú mimoriadne zložité, a to pod vplyvom vysokého pomeru medzi šírkou a hrúbkou kokily a pod vplyvom vysokej rýchlosti odlievania dosahujúcej hodnoty 6 m/min., čo vedie k prudkým tokom v kokile.

Iná realizácia spôsobu, podľa doterajšieho stavu techniky, je uvedená v EP-A-0666122. Tu uvedený spôsob zahŕňa kroky kontinuálneho odlievania tenkej dosky (ploský), homogenizáciu tejto dosky v ohrievacej peci a následné valcovanie v austenitickej oblasti na stanovenú hrúbku, napríklad 2 mm.

Ďalšia realizácia podľa doterajšieho stavu techniky je uvedená vo FR-A-2675411. Navrhnutý prístroj tu pozostáva z medzipanvy kontinuálneho odlievania roztaveného kovu, najmä ocele, ktorá sa nachádza medzi lejacou panvou a kokilou. Je charakteristická tým, že má spodnú komoru, ktorá je plnená z lejacej panvy, a ďalej hornú komoru, pričom obe komory sú spojené šikmým tunelom. Existujú tu prostriedky na vypudenie atmosféry z hornej komory.

Podstata vynálezu

Cieľom tohto vynálezu je poskytnúť spôsob, ktorým by bolo možné vyrábať, kontinuálnym alebo polokontinuálnym spôsobom, vysoko kvalitný pás z tvárnej ocele, ak sa pri výrobe pásu vychádza z odliatej tenkej dosky.

Cieľ je dosiahnutý spôsobom, ktorý je podľa tohto vynálezu charakteristický tým, že sa tekutá oceľ z lejacej panvy dodá do prvej atmosférickej komory vákuovej medzipanvy, ktorá má tiež druhú komoru, hydraulicky pripojenú pomocou potrubia k prvej komore, keď v druhej komore je zachovaný nízky tlak, pričom oceľ sa z druhej nízkotlakovej alebo vákuovej komory dostáva cez výtokový otvor do kokily.

Vynález je mimoriadne vhodný pre spôsoby opísané okrem iného v EP-0306076, EP-0329220, EP-0370575, EP-0504999, EP-0541574, NL-1000693, NL-1000694 a NL-1000696, ktorých obsah je tu uvedený na porovnanie. Je známy spôsob odlievania ocele do tenkých dosiek, tenších než 150 mm a tenších než 100 mm, pri ktorom sa obmedzuje počet následných výrobných stupňov. Až dosiaľ dosiahnutá kvalita odlievaných tenkých dosiek bola nízka. Oceľ je osobitne náchylná na starnutie a má počas spraco vania priemerné až zlé vlastnosti a taktiež nadmerné množstvo vtrúsenín. Tieto a iné problémy sú opísané v publikácii New Steel, máj 1994, str. 22 a nasledujúce.

Vynález skoncoval so zakoreneným predsudkom, že nemožno hospodárne vyrobiť oceľ s vysokou kvalitou odlievanú do tenkej vrstvy. Výhody tohto spôsobu budú ďalej rozvedené a vysvetlené.

Pri použití atmosférickej medzipanvy na liatie tenkých dosiek s hrúbkou menšou než 150 mm, obvykle s hrúbkou medzi 40 a 100 mm, je rýchlosť toku ocele vtokovou dýzou z medzipanvy do kokily vysoká, a to pod vplyvom vysokej rýchlosti odlievania, ktorá dosahuje hodnotu okolo 6 m/min. Pomer 1 : 100 pri týchto dvoch rýchlostiach nie je výnimočne vysoký. Vysoká vtoková rýchlosť do kokily, pri známom spôsobe, vyvoláva turbulencie, pričom roztavená oceľ je vedená nahor pozdĺž úzkych bočných stien kokily. Výsledkom je vyšší meniskus roztavenej ocele na úzkych bočných stenách kokily, než je v strede kokily. Meniskus je pokrytý vrstvou roztaveného zlievarenského prášku.

Roztavená oceľ stúpajúca hore spôsobuje, že zlievarenský prášok steká do najnižšieho miesta, to je okolo strednej časti kokily. Výsledkom je skutočnosť, že účinnosť zlievarenského prášku na prenos tepla, z tenkej dosky do okolia a do chladených stien kokily, nie je okolo obvodu rovnaká.

Vedie to ku zvýšenému nárastu oxidu v miestach s vyššou než uvažovanou teplotou a k nárastu odporu proti deformáciám v miestach tenkej dosky s nižšou teplotou. Tenká doska potom má povrchové defekty a tvarové odchýlky, ktoré sa už počas nasledujúceho spracovania nedajú odstrániť, najmä pri kontinuálnom alebo polokontinuálnom procese, pričom kovová tenká doska je odvalená von z lejacieho žiaru.

Dôsledky stúpania a asymetrie sa prejavujú vo väčšom rozsahu pri medzipanve určenej na liatie tenkých dosiek. So spôsobom podľa tohto vynálezu je možné lepšie ovládať akékoľvek vyskytujúce sa turbulencie, pričom asymetrie a nestability toku v kokile sa už nevyskytujú. Tým je umožnené lepšie ovládať tvar a kvalitu odlievaných tenkých dosiek a pásov, ktoré sa z dosiek vyrábajú.

Z konštrukčných dôvodov je niekedy žiaduce navrhnúť kokilu zakriveného tvaru, keď zakrivenie zodpovedá polomeru zakrivenia valčekového dopravníka zariadenia kontinuálneho odlievania tenkých dosiek. Pomocou spôsobu a zariadenia podľa tohto vynálezu je možné použiť ponorenú dýzu zakrivenú tak, aby zodpovedala zakrivenému tvaru kokily spomenutého zariadenia.

Vtoková ponorená dýza, použitá v kombinácii s vákuovou medzipanvou, už nie je obmedzená tvarovo ani rozmerovo. Tak vtokový, ako aj výtokový otvor vtokovej dýzy môžu mať požadovaný tvar, ktorý by bol lepšie prispôsobený ich účelu. Existuje aj veľká možnosť výberu, pokiaľ ide o tvar a rozmery vnútorného priečneho rezu telesa ponorenej dýzy, to znamená tej časti, ktorá sa tiahne medzi oboma otvormi.

Ako už bolo opísané, spôsobuje impulz toku tavenej ocele z obvyklej ponorenej dýzy pokles (depresiu) menisku. Aby sa zmenšila veľkosť poklesu, je realizácia tohto vynálezu, ktorej sa dáva prednosť, charakteristická tým, že tekutá oceľ je dopravovaná z druhej komory do kokily cez výtokovú dýzu s plochou vnútorného priečneho rezu väčšou než 5 %, lepšie väčšou než 10 % plochy priečneho rezu kokily.

V prípade odlievania tenkých dosiek tenších než 150 mm, je obvyklá rýchlosť odlievania, to znamená rýchlosť, pri ktorej doska opúšťa kokilu, približne 6 m/min. V súlade s touto realizáciou tohto vynálezu je výtoková rýchlosť tavenej ocele z ponorenej dýzy menšia než 100 m/min. Veľká možnosť voľby rozmerov ponorenej dýzy dokonca umožňuje použiť veľkosť výtokového otvoru ponorenej dýzy väčšiu než 10 % veľkosti priečneho rezu kokily, čo má za

SK 283020 Bó následok ďalšie zníženie impulzu toku. Bolo zistené, že je možné dosiahnuť virtuálne plochý meniskus.

Veľkou výhodou, vyplývajúcou z možnosti voľby veľkosti vtokového otvoru a výtokového otvoru ponorenej dýzy v širokom rozsahu, je možnosť zvýšenia odlievacej rýchlosti pri odlievaní tenkých dosiek s použitím zariadenia kontinuálneho odlievania, a tým zvýšenia výrobnej kapacity. Výtokový otvor, rovnako ako teleso, môže byť menší, a to pri zachovaní tvaru, ktorý' by zodpovedal tvaru kokily použitej tak, aby obrys výtokového otvoru (a možno aj telesa) zodpovedal obrysu kokily. Tvary sa tým prispôsobili. Keďže sa priečny rez výtokového otvoru vtokovej dýzy zväčšil, zmenšil sa impulz toku a následne sa zmenšila aj rýchlosť toku ocele v blízkosti menisku. Rýchlosť toku môže byť taká nízka, že tečúca oceľ nemôže odovzdávať dostatočné teplo, ktoré by udržiavalo meniskus v tekutom stave. Preto sa dáva prednosť tomu, aby sa tekutá oceľ dopravovala z druhej komory do kokily cez vtokovú dýzu, ktorá má plochu priečneho rezu menšiu než 30 % plochy priečneho rezu kokily. Pri tejto realizácii vynálezu sa efekt tuhnúceho menisku nevyskytuje.

Tok ocele sa môže ďalej ovplyvniť inou realizáciou spôsobu podľa tohto vynálezu, ktorá je charakteristická tým, že tok ocele vstupujúcej do druhej komory je brzdený alebo vychyľovaný smerom od výtokového otvoru druhej komory.

Jeden spôsob brzdenia toku spočíva v elektromagnetickom ovplyvňovaní toku v druhej komore pomocou tzv. elektromagnetickej brzdy. Elektromagnetická brzda sa môže použiť na ovládanie rýchlosti toku roztavenej ocele miestne.

Elektromagnetickú brzdu tiež možno použiť na ovplyvnenie toku v kokile. Pri takejto realizácii dáva elektromagnetická brzda ešte väčšiu možnosť výberu rozmerov lejacej dýzy, a tiež možnosť ovládania toku.

Náchylnosť ocele na starnutie je zapríčinená voľným uhlíkom a dusíkom. Známy spôsob viazania týchto prvkov spočíva v pridávaní nitridov titánu, keď po dostatočnom dodaní nitridu titánu sa objavujú aj karbidy titánu. Okrem toho karbidy titánu, najmä v kombinácii s vákuovou dekarbonizáciou, majú pozitívny vplyv na tvárnosť oceľových pásov vyrábaných z oceľových dosiek (plosiek). Z technologického a ekonomického hľadiska je oceľ obsahujúca titán vysoko kvalitnou oceľou so širokým rozsahom uplatnenia.

Nedostatkom ocele s obsahom titánu je fakt, že je náchylná na tvorenie vtrúsenín a na zapchávanie ponorenej vtokovej dýzy. Tento jav je dokonca väčší, ak sa pri odlievaní tenkých dosiek používajú ponorené dýzy s úzkymi priechodmi. Preto sa pri oceliach s prímesou titánu nepoužíva, pri odlievaní tenkých dosiek, metóda kontinuálneho odlievania. Ako bude ďalej uvedené, vynález umožňuje pri oceliach s prímesou titánu značne zredukovať výskyt vtrúsenín, a zároveň umožňuje odlievanie takej ocele bez väčšieho rizika upchávania ponorenej dýzy. Výsledkom je možnosť výroby technologicky a ekonomicky vysoko kvalitnej ocele s vyšším výnosom a nízkymi výrobnými nákladmi.

Problémom známeho spôsobu kontinuálneho odlievania ocele, najmä pri odlievaní tenkých oceľových dosiek, je upchávanie ponorenej dýzy. Tento jav sa vyskytuje pri occliach obsahujúcich titán, ale aj pri iných intersticiálnych voľných oceliach.

Oceľou na kontinuálne odlievanie je takzvaná upokojená oceľ, pri ktorej sa kyslík kombinuje na oxid hliníka pôsobením hliníka, ktorý sa s týmto cieľom do ocele dodáva. Časť oxidu hliníka sa oddeľuje a prechádza do vrstvy tro sky plávajúcej na roztavenej oceli a časť zostáva v roztavenej oceli. Keďže akékoľvek vtrúseniny v oceli a vo výrobkoch z nej sú nežiaduce, oceľ sa prepiera argónom ako čistiacim plynom. V doterajšom stave techniky sa argón do ocele dodáva pri vtokovom otvore ponorenej vtokovej dýzy. Tak ako argón v tavenine stúpa, berie so sebou z roztavenej ocele oxid hliníka. Stáva sa, že častice oxidu hliníka sa dostávajú do styku s vnútornou stenou ponorenej dýzy a usádzajú sa na nej. Pod vplyvom vzájomnej afinity častíc oxidu hliníka usadenina narastá, a nakoniec ponorenú dýzu upcháva. Nie je možné predvídať, kde takéto upchávanie pri ponorenej dýze nastáva, keďže je to vec náhody. Pri zariadení podľa tohto vynálezu je možné vybrať ponorenú dýzu s veľkým priečnym prierezom, čo nebolo možné pri doterajšom stave techniky. Ponorená dýza s veľkým priečnym prierezom je menej náchylná na upchávanie. Rýchlosti toku v ponorených dýzach s veľkým priečnym prierezom sú menšie, takže akýkoľvek nárast usadenín je menší a má tiež menší vplyv. Tento vynález rieši problém upchávania. Získané výhody sú osobitne dôležité v prípade spôsobu odlievania tenkých dosiek, keďže sa musí, pod vplyvom malého priestoru vnútri kokily, použiť vtoková dýza s malým rozmerom v jednom smere. Ponorená vtoková dýza, použitá pri spôsobe podľa tohto vynálezu, môže mať veľkú plochu priečneho rezu, Čím je menej náchylná na upchávanie.

Známe techniky prepierania roztavenej ocele čistiacim plynom, napríklad argónom, dodávaným v blízkosti vtokového otvoru vtokovej dýzy s cieľom odstrániť oxid hliníka, sú menej účinné pri doterajšom stave techniky odlievania tenkých dosiek, keďže bubliny argónu majú v tavenine malý priestor na to, aby mohli rýchlo stúpať. Objavujú sa veľké bubliny, ktoré majú na meniskus deštrukčný vplyv. Týmto problémom sa možno vyhnúť pri realizácii tohto vynálezu, ktorá je charakteristická tým, že sa do tekutej ocele, potom, čo opustí lejaciu panvu a kým sa dostane do druhej komory, dodáva čistiaci plyn. Ďalšou výhodou je, že v odliatej tenkej doske zostáva len málo argónu (alebo žiaden argón). Ďalšiu výhodu možno dosiahnuť spôsobom, ktorý je charakteristický tým, že potrubie zahŕňa ventil a čistiaci plyn sa privádza priamo pri ventile alebo hneď za ventilom.

Dosiahne sa tým výhoda v tom, že pod vplyvom vysokej rýchlosti ocele a s ňou spojeného zníženého tlaku vzniká väčší počet bublín argónu, ktorý so sebou pri stúpaní vynáša vtrúseniny. Tento spôsob privádzania argónu je aplikovateľný pri odlievaní tenkých dosiek, pričom sa dosahuje výhoda v tom, že argón má lepšiu účinnosť, zatiaľ čo množstvo zvyškových bublín argónu a vtrúsenín v odliatych doskách je menšie.

Spôsob podľa tohto vynálezu umožňuje výber ponorenej vtokovej dýzy s väčším priečnym prierezom, takže opísaný efekt upchávania sa už neobjavuje alebo je významne obmedzený. Spôsob podľa tohto vynálezu otvoril cestu k odlievaniu čistej, proti starnutiu nenáchylnej ocele v zariadení, ktoré je určené na kontinuálne odlievanie tenkých dosiek.

Do ocele možno okrem toho pridávať legovacie prvky v čase, keď oceľ opustila prvú komoru. Keďže je priestor za prvou komorou v podstate bez kyslíka alebo iných aktívnych plynov, je zisk z použitia legovacích prvkov vysoký. Okrem toho pod vplyvom homogénneho toku v druhej komore sú legovacie prvky rozptýlené homogénne a nezrážajú sa. Aby sa získala dobrá zmes legovacích prvkov s oceľou, dáva sa prednosť tomu, aby sa legovacie prvky dodávali v blízkosti potrubia alebo pri potrubí, a to medzi dvoma komorami, lepšie v blízkosti alebo pri zabudovanom ventile.

Konkrétnou výhodou, pokiaľ ide o materiálový zisk, je možnosť dosiahnutia jednoduchosti zariadenia a zníženia spotreby energie, a to pomocou spôsobu, podľa tohto vynálezu, pri ktorom je odliata tenká doska homogenizovaná, využitím tepla pri odlievaní, a ďalej stenčená v austenitickej oblasti. Ďalšiu výhodu možno dosiahnuť spôsobom, ktorý je charakteristický tým, že doska sa môže valcovať vo feritickej oblasti pri teplote nad 250 °C, s nasledujúcou redukciou (alebo bez nej) v austenitickom rozsahu, a to pomocou tepla odlievania, tento spôsob vyrába oceľový pás s vlastnosťami valcovaného pása za studená, a to pri zachovaní uvedených výhod.

Vynález použitý v zariadení je osobitne vhodný na použitie v kombinácii so zariadením na kontinuálne alebo polokontinuálne odlievanie, alebo spôsobom, tak ako je to opísané v EP-0306076, EP-0329220, EP-0370575,' EP-0504999, EP-0541574, NL-1000693, NL-1000694 a NL-1000696, pričom obsah týchto dokumentov je zahrnutý na porovnanie.

Problém so známym zariadením je v tom, že nie je nijako osobitne vhodné na výrobu vysoko kvalitných tvárnych oceľových dosiek alebo pásov. Cieľom vynálezu je poskytnúť zariadenie na kontinuálne odlievanie, ktoré odstráni problémy spojené s doterajším stavom techniky pri výrobe vysoko kvalitných oceľových dosiek alebo pásov.

Tento cieľ možno dosiahnuť pomocou zariadenia na kontinuálne odlievanie podľa tohto vynálezu, ktoré je charakteristické tým, že vákuová medzipanva zahŕňa prvú atmosférickú komoru a druhú nízkotlakovú alebo vákuovú komoru, hydraulicky spojenú s prvou komorou, a ďalej zahŕňajúce čistiace (prepieracie) prostriedky privádzajúce čistiaci plyn do tekutej ocele potom, čo vstúpila do prvej komory, ale pred vstupom do druhej komory.

Vákuová medzipanva poskytuje možnosť vtoku tekutej ocele do kokily nízkou vtokovou rýchlosťou tým, že možno zvoliť väčšiu plochu priečneho rezu vtokovej dýzy.

Ďalšia možnosť zmenšenia problému vtrúsenín a povrchových nedostatkov je reálna pri realizácii tohto vynálezu, ktorá je charakteristická tým, že sú k dispozícii prostriedky čistenia slúžiace na dopravu čistiaceho plynu do roztavenej ocele predtým, než roztavená oceľ začne tiecť do druhej komory. Má to výhodu v tom, že čistiaci plyn, napríklad argón, ktorý zo sebou berie oxid hliníka, je schopný sa vo vákuovej medzipanve oddeliť, ak v nej oceľ zostáva pri dostatočnej teplote dostatočne dlho, pričom možno získať čistú oceľ bez vtrúsenín, alebo len s malým obsahom vtrúsenín.

Ďalšie zlepšenie efektu vypudzovania argónu možno dosiahnuť pri realizácii tohto vynálezu, ktorá je charakteristická tým, že potrubie medzi prvou a druhou komorou slúži na spojenie spomenutej komory, ktorej potrubie má ventil slúžiaci na reguláciu toku tekutej ocele, a ďalej tým, že čistiace prostriedky sú k dispozícii v blízkosti ventilu alebo priamo pri ventile. Prechod vtokovým zariadením vytvára tlakovú redukciu, čim umožňuje vytvárať omnoho viac bublín argónu. Častice oxidu hliníka, ktoré sú unášané bublinami argónu, sa dostávajú späť do trosky plávajúcej na hladine tekutej ocele vo vákuovej medzipanve. Tým sa zlepšuje vypudzovanie vtrúsenín alebo bublín argónu.

Jednoduché a výkonné vyhotovenie zariadenia na zavádzanie čistiaceho plynu je charakteristické tým, že ventil zahŕňa sedlo a ovládaciu tyč spolupracujúcu so sedlom, kde spomenutá tyč je vybavená centrálnym vývrtom končiacim v čistiacom bloku, ktorý prepúšťa plyn.

Prepierací efekt čistiaceho plynu je zvýšený, a to pod vplyvom nižšieho tlaku blízko ventilu, čo vedie k väčšiemu množstvu bublín, a tým aj k zvýšenej účinnosti čistenia.

Aby sa zabránilo nechcené vírenie alebo turbulencie v kokile, snaží sa vo vtokovej dýze o homogénny tok.

Vyhotovenie zariadenia, ktorému sa dáva prednosť, na kontinuálne odlievanie podľa tohto vynálezu, je charakteristické tým, že druhá komora má prostriedky na brzdenie alebo vychyľovanie toku ocele, ktorá vstupuje do druhej komory.

Jednoduchá a pasívna realizácia, ktorá nevyžaduje vonkajšie ovládanie, je charakteristická tým, že prostriedky vychyľovania zahŕňajú priehradku umiestnenú medzi vtokovým otvorom, ktorým tekutá oceľ vteká do druhej komory, a výtokovým otvorom, ktorým tekutá oceľ z druhej komory vyteká.

Stabilný tvar menisku v kokile môžeme dosiahnuť pri vyhotovení tohto vynálezu, ktoré je charakteristické tým, že druhá komora má vtokovú dýzu s plochou v priečnom reze, ktorá nie je menšia než 5 %, lepšie väčšia než 10 % plochy priečneho rezu kokily.

Aby sa zabránilo prílišnému ochladzovaniu, alebo dokonca mrznutie menisku, existuje ďalšie vyhotovenie charakteristické tým, že druhá komora má vtokovú dýzu, ktorej plocha priečneho rezu je menšia než 30 % plochy priečneho rezu kokily.

Zlepšenie distribúcie tekutej ocele do kokily, plávajúcej vtokovou dýzou, možno dosiahnuť pri vyhotovení, ktoré je charakteristické tým, že priečny rez vtokovej dýzy zodpovedá priečnemu rezu kokily.

Opísané výhody pri jednotlivých realizáciách spôsobu podľa tohto vynálezu sú rovnako použiteľné pri jednotlivých vyhotoveniach zariadenia podľa vynálezov, pri ktorých sú prostriedky na realizáciu takýchto vyhotovení zahrnuté a naopak. Odborníkom bude zrejmé, že predmet nárokov 4 - 12 a 15 je rovnako aplikovateľný pri obvyklom odlievaní, a to s rovnakými výhodami, ktoré boli opísané pri odlievaní tenkých dosiek.

Vynález je ďalej zahrnutý pri zariadení na výrobu pásu z tvárnej ocele, kde toto zariadenie zahŕňa homogenizačnú pec, valcovaciu stolicu slúžiacu na valcovanie v austenitickej oblasti ocele, nepovinne zahŕňa valcovaciu stolicu na valcovanie vo feritickej oblasti, nepovinne zahŕňa chladiace prostriedky slúžiace na ochladzovanie ocele z austenitickej oblasti do feritickej oblasti, nepovinne zahŕňa chladiace prostriedky na ochladzovanie ocele po valcovaní vo feritickej oblasti, a ďalej nepovinne zahŕňa navíjač slúžiaci na navíjanie pásu a zariadenie na kontinuálne odlievanie podľa ktoréhokoľvek nároku 8-15.

Odborníkovi bude jasné, že zariadenie a spôsob podľa vynálezu, hoci bolo opísané na aplikáciu s oceľou, sa môže výhodne použiť aj pri odlievaní iných kovov. Vynález nie je obmedzený iba na spôsob odlievania ocele.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude ďalej opísaný s odvolaním na výkresy a neobmedzujúce príklady realizácie.

Obr. 1 schematicky znázorňuje zariadenie, ktoré odlieva oceľ kontinuálnym alebo polokontinuálnym spôsobom podľa tohto vynálezu, na výrobu pásovej ocele s vlastnosťou pásu valcovaného za studená, obr. 2 schematicky znázorňuje priečny rez vákuovou medzipanvou a ju obklopujúcimi časťami zariadenia na kontinuálne odlievanie.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 zobrazená lejacia panva 41 dodáva roztavenú oceľ z oceliarne k zariadeniu na kontinuálne odlievanie 42 tenkých dosiek (plosiek). Roztavená oceľ tečie ponorenou dýzou 43 vo vákuovej medzipanve s prvou komoru 44. Z prvej komory 44 oceľ tečie spájacím potrubím 45 do druhej vákuovej komory 46. Roztavená oceľ prechádza ponorenou vtokovou dýzou 47 do kokily 48 pri dne vo forme tenkej dosky 50 s hrúbkou medzi 40 až 100 mm.

Vo valcovacej stolici sa tenká doska 50 obracia zo zvislej polohy do vodorovnej polohy, a ak je to žiaduce, vykonáva sa redukcia hrúbky na výstupnú hodnotu hrúbky, ktorá predstavuje približne 20 mm.

Na odstrihnutie čelných a koncových kusov stenčenej dosky sa používajú nožnice 53, ktoré môžu tenký pás tiež rozrezať na kusy požadovanej dĺžky. Pás 55 ďalej prechádza homogenizačnou pecou, kde dochádza k tepelnej homogenizácii a ku zvýšeniu teploty. Relatívna poloha valcovacej stolice 52 a homogenizačnej pece 56 sa môže zameniť. Z dôvodu ďalšej tepelnej homogenizácie, a tiež ak je žiaduce voliť rýchlosť valcovania, zostáva pás 55 dočasne v cievkovej peci 57, ktorá je usporiadaná tak, že jedna cievka 58 môže pás navíjať a druhá cievka 59 odvíjať. Po odstránení okovín v zariadení na odstránenie okovín 61 je odvinutý pás 60 valcovaný vo valcovacom zariadení 62. Na výstupnom valcovacom zariadení 62 má pás 63 hrúbku napríklad 2,0 mm. V chladiacom zariadení 64 je pás 63 ochladený vo feritickom pásme z austenitického pásma, v ktorom bola oceľ až dosiaľ spracovávaná. Vo valcovacom zariadení 65 je pás valcovaný na konečnú hrúbku v rozmedzí 0,5 až 1,5 mm, a ďalej je navinutý na navíjaciu cievku 66. Pás navíjaný vo feritickom pásme má vlastnosti pásu valcovaného za studená aje vyrábaný kontinuálnym alebo polokontinuálnym spôsobom z tavenej ocele. Použitie vákuovej medzipanvy umožňuje vyrábať pás s lepšími vlastnosťami než to bolo dosiaľ, najmä pokiaľ ide o kvalitu povrchu, tvar a neprítomnosť vtrúsenín v nizkouhlíkatej ocele.

Na obr. 2 znázornená horná časť druhej komory 1 vákuovej medzipanvy má veko 2, plynotesné pripevnené k nádobe 3 druhej komory. Nádoba 3 je pripojená k prvej atmosférickej komore 7 pomocou spájacieho potrubia 6. Spájacie potrubie je otvorené do prvej komory cez misku 8. Regulačná tyč 9 zapadá do misky a je vybavená stredným vývrtom 10, ktorý končí v prečisťovacej zátke 11 pri dne regulačnej tyče. Prečisťovacia zátka 11 je vytvarovaná tak, aby zapadala do misky 8 a spolu s ňou vytvárala regulačné teleso alebo ventil, ktorý umožňuje prístup roztavenej ocele z prvej komory Ί do nádoby 3, a to v ovládateľnom množstve. Nad prvou komorou 7 je zavesená lejacia panva (nakreslená len čiastočne), ktorá má pri dne ponorenú dýzu 15, ktorá sa môže uzavrieť posúvačom 14. Rúrka 16 prechádza vekom 2 a je pripojená k vákuovému čerpadlu 17. Vekom 2 tiež prechádza vedenie plynu 18, ktoré je regulačným ventilom 19 pripojené k zariadeniu zásobovania čističa 20. Ponorená vtoková dýza 21, ktorá vstupuje do dna nádoby 3, má vtokový otvor 22, spojený s vnútorným priestorom nádoby 3, a výtokový otvor 23. Ponorená vtoková dýza 21 vstupuje do kokily 24. Okolo kokily je umiestnená elektromagnetická brzda 25. Oceľ z lejacej panvy 13 tečie otvoreným posúvačom 14 cez ponorenú dýzu 15 do prvej komory 7. Vrstva trosky 27 leží na roztavenej oceli 12 v prvej komore 7, aby oddelila oceľ tepelne a chemicky od okolitej atmosféry. Oceľ tečie cez regulačné teleso tvorené miskou 8 a regulačnou tyčou 9 v množstve ovládanom zvislou polohou regulačnej tyče 9, ďalej spájacím potrubím 6 do druhej komory 1. Polohu regulačnej tyče, a tým aj množstvo pretekajúcej ocele, možno ovládať na základe merania hladiny roztavenej ocele v kokile 24. Výška hladiny sa meria pomocou snímača 35, ktorý je pripojený na vstup do meracieho alebo regulačného prístroja 36. Výstup prístroja 36 je pripojený (nie je podrobne označené) na hnací člen 43 tak, že je schopný prístroj ovládať a môže tiež ovládať polohu regulačnej tyče. Výhodou takého usporiadania je, že výška hladiny roztavenej ocele sa môže dobre ovládať a nie je narúšaná, alebo len čiastočne, plynom (napríklad argónom), ktorý je uvoľňovaný nad roztavenou oceľou v priestore 29 vákuovej medzipanvy. Argón sa odvádza k čistiacej zátke 11 ccz vývrt 10 zo skladovacej nádoby (nie je zobrazená). Argón prechádza cez čistiacu zátku a je absorbovaný a vedený roztavenou oceľou prechádzajúcou regulačnou tyčou 9. Argón v druhej komore vystupuje z roztavenej ocele 28 a dostáva sa do priestoru 29 nad roztavenú oceľ, odkiaľ je odčerpaný vákuovým čerpadlom 17. Ovládaním regulačného ventilu 19 sa nastavené množstvo plynu dostane zo zásobníka plynu 20 do priestoru 29, a to s cieľom nastavenia a udržania uvažovaného tlaku v zásobníku. V druhej komore je umiestnená stena 30, ktorá slúži na vychýlenie roztavenej ocele tečúcej spájacím potrubím 6 preč od ocele 28, ktorá sa v tomto čase nachádza v pokoji v inej časti druhej komory. Stena 30 poskytuje výhodu v tom, že argón prechádzajúci okolo nej vytvára malé bubliny. Bubliny môžu rýchlo stúpať a tok smerom nahor, vynútený stenou, ich unáša pozdĺž povrchu roztavenej ocele v druhej komore, kde spoločne s unášanými nečistotami sú absorbované vrstvou trosky.

Tlak plynu v priestore 29 sa môže využiť na ovládanie množstva ocele, ktorá tečie vtokovým otvorom 22 a výtokovým otvorom 23 ponorenej vtokovej dýzy 21 do kokily 24. Na roztavenej oceli 31 leží vrstva zlievarenského prášku 37. Elektromagnetická brzda 25 sa používa na ovplyvnenie správania roztavenej ocele, najmä jej toku. Oceľ, vybavená čiastočne stuhnutou stenou 32, opúšťa kokilu ako doska 33.

Claims (15)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby pásu z tvárnej ocele obsahuje kroky tvorby tenkej dosky z tekutej ocele v kokile zariadenia na kontinuálne liatie, kde hrúbka dosky dosahuje hodnotu menšiu ako 150 mm, ďalej obsahuje krok homogenizácie dosky v homogenizačnej peci a krok valcovania dosky' v austenitickej oblasti s využitím odlievacej teploty, ďalej chladenie dosky vo forme medziproduktu na teplotu, pri ktorej sa podstatná časť ocele transformuje do feritickej oblasti a ďalej valcovanie medziproduktu do pásu, a to v austenitickej alebo feritickej oblasti, vyznačujúci sa t ý m , že tekutá oceľ sa privádza z odlievacej panvy do prvej atmosférickej komory vákuovej medzipanvy, ktorá obsahuje druhú komoru hydraulicky spojenú potrubím s prvou komorou, pričom sa v druhej komore udržiava nízky tlak a ďalej sa oceľ odvádza z druhej nízkotlakovej alebo vákuovej komory výtokovým otvorom do kokily.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že tekutá oceľ sa vedie z druhej komory do kokily vtokovou dýzou, ktorá má vnútornú plochu priečneho rezu väčšiu ako 5 %, výhodne viac ako 10 % plochy priečneho rezu kokily.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , že tekutá oceľ sa vedie z druhej komory do kokily vtokovou dýzou, ktorá má vnútornú plochu priečneho rezu menšiu ako 30 % plochy priečneho rezu kokily.
4. 4. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že po opustení lejacej panvy a po vstupe do druhej komory sa do tekutej ocele privádza čistiaci plyn.
5. 5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že čistiaci plyn sa privádza do tekutej ocele pri ventile umiestnenom na potrubí alebo ihneď za ním.
6. 6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek predchádzajúceho nároku, vyznačujúci sa tým, že sa do ocele v druhej komore pridávajú legovacie prvky.
7. 7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek predchádzajúceho nároku, vyznačujúci sa tým, že tok ocele, vstupujúci do druhej komory, sa brzdí alebo odkláňa od výtokového otvoru druhej komory.
8. 8. Zariadenie na kontinuálne odlievanie tenkých dosiek s hrúbkou menšou ako 150 mm spôsobom podľa nárokov 1 až 7, vyznačujúce sa tým, že vákuová medzipanva má prvú atmosférickú komoru (7) hydraulicky spojenú s druhou, nízkotlakovou alebo vákuovou komorou (1) potrubím (6) vybaveným ventilom a čistiacimi prostriedkami umiestnenými v susedstve alebo na ventile.
9. 9. Zariadenie na kontinuálne odlievanie podľa nároku 8, vyznačujúce sa tým, že ventil obsahuje misku (8) a regulačnú tyč (9), spolupracujúcu s miskou (8) a obsahuje stredný vývrt (10) končiaci v prečisťovacej zátke (11), prepúšťajúciplyn.
10. 10. Zariadenie na kontinuálne odlievanie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 8a 9, vyznačujúce sa tým, že druhá komora (1) má prostriedky na brzdenie a vychýlenie toku ocele vstupujúcej do druhej komory.
11. 11. Zariadenie na kontinuálne odlievanie podľa nároku 10, vyznačujúce sa tým, že prostriedky na vychýlenie toku ocele obsahujú stenu (30) umiestnenú medzi vtokovým otvorom (22) na vtekanie tekutej ocele do druhej komory (1) a výtokovým otvorom (23) na opúšťanie druhej komory (1).
12. 12. Zariadenie na kontinuálne odlievanie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 8 až 11, vyznačujúce sa tým, že druhá komora (1) je vybavená vtokovou dýzou (21) s plochou priečneho rezu menšou ako 5 %, výhodne menšou ako 15 % plochy priečneho rezu kokily (24).
13. 13. Zariadenie na kontinuálne odlievanie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 8 až 12, vyznačujúce sa tým, že druhá komora (1) je vybavená vtokovou dýzou (21) s plochou priečneho rezu menšou ako 30 % plochy priečneho rezu kokily (24).
14. 14. Zariadenie na kontinuálne odlievanie podľa nároku 12 alebo 13, vyznačujúce sa tým, že priečny rez vtokovou dýzou (21) zodpovedá priečnemu rezu kokily (24).
15. 15. Zariadenie na výrobu pásu z tvárnej ocele obsahujúce zariadenie na kontinuálne odlievanie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 8 až 14, vyznačujúce sa tým, že obsahuje homogenizačnú pec (56), valcovaciu stolicu (52) na valcovanie v austenickej oblasti ocele a prípadne niektoré zariadenie zo skupiny obsahujúcej valcovaciu stolicu (52) na valcovanie vo feritickej oblasti, chladiace zariadenie (64) ocele z austenickej oblasti na feritickú oblasť, prostriedky ochladzovania ocele po valcovaní vo feritickej oblasti a navíjač na navíjanie pásu.