SU933197A1 - Способ непрерывного лить заготовок - Google Patents

Description

(5А) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

, Изобретение относитс  к мета  ургии , конкретно к непрерывному литью металлов. Известен способ непрерывного лить , при котором жидкий металл подают в кристаллизатор с последующим выт гиванием формирующегос  слитка, при этом кристаллизатор совершает возвратно-поступательное перемещение с определенной частотой f и амплитудой А, причем минимальное врем  движени  кристаллизатора вниз со скоростью, большей скорости выт гивани  слитка, должно быть не менее 0,3 с fl . Однако известный способ не обеспечивает непрерывности процесса лить , который может нарушитьс  при возникновении внешних периодических воздействий на него, поскольку в этом случае заданные скорости дви жени  кристаллизатора и слитка не обеспечивают необходимого опережени Известно, что при движении крис таллизатора вверх, склонна  к прилипани м оболочка применисковой верхней части слитка, раст гива сь, разрываетс . При опережении кристал лизатором слитка разрывы залечиваютс  (завариваютс ). Если опережение отсутствует, т.е. если скорость кристаллизатора при ходе вниз меньше скорости слитка, то разрывы не залечиваютс  и, достигнув при выт гивании слитка нижней части кристаллизатора ,  вл ютс  причиной прорывов жидкого металла, в результате чего дальнейший процесс лить  прекращают, В практике эксплуатации машин непрерывного лить  (КНЛЗ) возможны случаи, когда на движущийс  с определенной скоростью слиток или кристаллизатор вли ют внешние периодические воздействи , например гармонические колебани . Характерным примером такого внешнего гармонического воздействи  на слиток  вл ютс  вибрацион39 ные колебани , возникающие на слитке в процессе его прокатки на планетарном стане в совмещенных литейно-прокатных агрегатах В этом случае частота колебаний вибрации слит ка соответствует числу ударов рабочих валков планетарного стана о заг товку (слиток) в процессе обжати . Как правило, при существующих режимах прокатки эта частота колеблетс  в диапазоне tf - 0-50 Гц, а дополнительное виброперемещение составл ет S - 0,2-0,6 мм, (при этом амплигуда равна- ;« 0,1-0,3 мм). Это - соответствует дополнительной скорос Ч S 4 ти, равной L (iUt, котора  / накладываетс  на основную скорость выт гивани  слитка .A Л® Ji кругова  частота, равна  (. 21CWПримером гармонического воздейсдви  на кристаллизатор может служить работающий вибратор, установленный на раме качани  кристаллизатора . Следует отметить, что в насто  щее врем  вибраторы начинают находить все большее применение на МНЛЗ и предназначаютс  дл  улучшени  качества отливаемых слитков, дл  уменьшени  усилий трени  в крис таллизаторе и других целей„ При это параметры колебаний, сообщаемых виб ратором, могут мен тьс  в значитель ных пределах, например частота iJfj3 30-100 Гц, а амплитуда 0,01-0,5 мм (полное вибропере . мещение Sp - 0,02-1,0 мм). При рабрте вибратора с частотой ( амплитудой | на скорость движени  кристаллизатора, качающего с  с частотой и амплитудой А, равну VKO- cos накладываетс  до полнительна  скорость от вибратора равна  TTCi/ YCos , где f и U) круговые частоты соответстве но равные: f. 21Г f ,(. Как правило, частота внешних гар монических воздействий в несколько дес тков раз превышает частоту качани  кристаллизатора, равную 1 2 ,5 Гц (60-150 качаний в мин). Наличие дополнительной скорости на слитке или кристаллизаторе нарушает условие, обеспечивающее наличие номинального времени опережени  и приводит к прорывам жидкого металла под кристаллизатором. Цель изобретени  - повышение стабильности процесса лить  при возникновении внешних периодических воздействий на процесс. Цель достигаетс  тем, что в способе непрерывного лить  заготовок, включающем подачу жидкого металла в кристаллизатор, совершающий возвратно-поступательное перемещение с заданной .скоростью и выт гивание заготовки, при этом скорость движени  кристаллизатора при ходе вниз превышает скорость выт гивани  заготовки , скорость возвратно-поступательного перемещени  увеличивают на величину, котора  в 1,1-2,0 раза превышает скорость движени  кристаллизатора или слитка, возникающую от периодических воздействий. На фиг. 1 дан график соотношени  скоростей кристаллизатора и слитка при нормальном процессе лить ; на фиг. 2 - график скорости кристаллизатора при наличии внешних гармонических воздействий на слиток; на фиг. 3 график скорости при наличии воздействий на кристаллизатор. Рассмотрим вариант, когда внешнее гармоническое воздействие приложено к слитКу. В этом случае на . основную скорость слитка накладываетс  дополнительна  скорость, соответствую1ча  частоте внешних гармонических воздействий и дополнительному перемещению слитка, возникающему при этом: Vg. cosu/ t. Таким образом, суммарна  скорость слитка составл ет |-Со5Ш -Ь. . В этом случае суммарна  скорость слитка превышает максимальную скорость кристаллизатора, проведенную на фиг. 2 пунктиром и равную VKP f Acosf. Дл  того, чтобы при 31той скоростислитка соблюдг лось номинальное врем  опережени , кристаллизатору сообщают частоту f.i f и амплитуду , при которых его скорость превышает суммарную скорость слитка, т.е. Kp-f,4cosfJi v -. V -UU jCOSCft)

5

Рассмотрим другой пример, когд§ внешние гармонические воздействи  приложены к кристаллизатору. В этом случае дл  обеспечени  опережени  должно соблюдатьс  условие

,.

т.е. наименьша  скорость кристаллизатора за врем  (фиг. 2 - пунктир ) должна быть больше скорости слитка. .

Следует отметить также, что если внешние периодические воздействи  будут вли ть на слиток и кристаллизатдр одновременно, то и в этом случае можно подобрать такое движение кристаллизатора (с учетом динамики движений), при котором будет обеспечено номинальное врем  опережени .

Таким образом, описанные варианты предусматривают изменение скорости кристаллизатора дл  обеспечени  номинального времени опережени . Необходимо отметить, что этот эффект можно получить и уменьшением скорости слитка до определенного значени  без изменени  скорости кристаллизатора Однако такой вариант обеспечени  времени опережени  нецелесообразен , так как в этом случае уменьшаетс  производительность агрегата. Пример. В качестве объекта рассмотрим совмещенный литейнопрокатный агрегат. Выплавленный в электропечи жидкий металл (марка 55СМ5ФА) при из промежуточной емкости поступает в кристаллизатор сечением 80хбО мм машины непрерывного лить  (МНЛ)о В кристаллизаторе МНЛ в процессе охлаждени  жидка  ;сталь кристаллизуетс , образу  твердую оболочку слитка, толщина которой нарастает во времени по мере увеличени  длины отливаемой заготовки вплоть до полного его затвердевани . Выт гивание заготовки из кристаллизатора осуществл етс  т ну ще-правильным устройством со средней скоростью, равной 2,2 м/мин, котора  контролируетс  на пульте управлени , куда сигнал поступает от тахогенератора, установленного на приводе механизма т нуще-правильного устройства. При этом с момента начала выт гивани  заготовки из кристаллизатора последнему начинают сообщать с помощью электромеханичёсг кого привода возвратно-поступатель-

976

ноеПеремещение по синусоидальному кинематическому закону со. средней частотой f - 1,25 Гц, синхронизированной со скоростью выт гивани , и с двойной амплитудой (полным ходом ремещени ) равной Н - 15 мм.

Передний неровнь1й конец отливаемой заготовки после выхода из т нущправильного устройства обрезаетс  устройством плазменной резки. Далее отливаема  заготовка продолжает движение по роликовой проводке, за которой установлены три пары направл ющих приводных роликов, подающих заготовку в индуктор, установленный непосредственно перед участком прокатки .

Индуктор предназначен дл  дополнительного нагрева заготовки, температура которой на этом участке составл ет около , до , необходимой дл  нормального процесса прокатки .

Выход ща  из индуктора заготовка обжимаетс  двум  вертикально расположенными валками задающей клети, которые подают ее непосредственно в планетарный стан дл  прокатки, приче скорость вращени  валков задаюи ей клети синхронизирована со скоростью выт гивани  заготовки, длина которой к этому моменту времени составл ет более 20 м.

Планетарный стан содержит две пары сепараторов, расположенных в двух взаимно-перпендикул рных плоскост х и сдвинутых относительно вертикали на 5. На каждом из сепараторов установлено дес ть консольных рабочих валков диаметром 175 мм, предназначенных дл  прокатки отливаемой непрерывнолитой заготовки. Скорость вращени  сепараторов также синхронизирована со скоростью выт гивани  и составл ет h 135 об/мин

В момент начала прокатки начинаетс  совмещение процесса лить  и прокатки, т.е. на МНЛ продолжает неч прерывно отливатьс  заготовка, а на участке прокатки она прокатываетс , в результате чего получают конечный продукт - проволоку диаметром 8 мм.

При прокатке на двигающуюс  со скоростью выт гивани  заготовку накладываетс  дополнительное виброперемещение с частотой, равной частоте рабомих ударов рабочих валков о заготовку и составл ющей и) г +5 Гц

79331978

Claims (2)

1при скорости вращени  сепараторов 1 В момент начала прокатки отливаеhp - 135 об/мин), и средним переме- мой заготовки, согласно предлагаемощением , равным 0,6 мм (при этом му способу совмещени , кристаллизаамплитуда А - 0,3 мм), завис щим от тору сообщают движение, учитывающе.е соотношени  скоростей подачи заготов 5 динамику процесса, которое обеспечики в стан и вращени  сепараторов, от температуры заготовки и других факторов. Вибраци  заготовки преп тствует залечиванию разрывов применисковой части заготовки, которые св заны с возвратно-поступательным перемеще нием кристаллизатора. Вследствие этого, когда незалечившийс  разрыв по мере выт гивани  заготовки достигает низа кристаллизатора (прибл зительно через с с момента начала совмещени ), происходит прорыв жидкого металла, т.е. нарушение. В этом случае пропроцесса лить . В этом случае процесс лить  прекращают, а .оставшийс  в ковше жидкий металл сливают в изложницы ., . Рассмотрим каково при этом соотношение скоростей кристаллизатора и слитка. Максимальна  скорость кри таллизатора при ходе вниз равна V.p 2ltf Асов 2lгrt.э,l4.,25 (н 58,9 л м/ceк -3, W Пока нет вибрации на слитке, ско рость кристаллизатора - 3,53 м/ми и по абсолютной величине больше скорости слитка ,- м/мин. При этом врем  опережени , определ емое ФООМУЛОЙ :Чп() « гг-пг. 1С70 - (. А ,14-f,2.7,5 бО AiZ5 а -i О,2.гс И, как показывает расчет, находит в допускаемом диапазоне, равном 0,,3 с. При наличии вибрации суммарна  максимальна  скорость слитка равна СЛ- .сл f-COS .-2,Z-«-

2.-З Д-Чб-ОД (--I): ,2-5,09--7, WMMH Как видно из расчета, VCA а следовательно, опережение-отсут ствует. вает опережение. Например, вместо частоты f г1,25 Гц а амплитуда А -- - 7,5 мм, кристаллизатору сообщают частоту качани ., равную f - 2,0 Гц, а амплитуду А - 17 мм (полный ход перемещени  кристаллизатора при этом составл ет Н - 3 мм). Рассчитаем максимальную скорость движени  кристаллизатора вниз при новых параметоахо V pl-Kf A COSaici t 2-3,44-2-l7-(-1)-jZf3,ff ,g Тьким образом, скорость кристал IIITZ; превышает лизатора у. мин по абсолютной величине суммарную максимальную скорость слитка, равную сх - 7.3 1 мин Следовательно, при таком соотношении обеспечиваетс  опережение, которое при наличии вибрации на слитке обеспечивает залечивание разрывов корки и нормальный процесс лить  о При этом врем  опережени  составл ет оп- 2-3,f4-2,0-17 -f/53c что  вл етс  допустимым дл  нормального процесса лить . Формула изобретени  Способ непрерывного лить  заготовок , включающий подачу жидкого металла в кристаллизатор, совершающий возвратно-поступательное перемещение с заданной скоростью и выт гивание заготовки, при этом скорость движени  кристаллизатора при ходе вниз превышает скорость выт гивани  заготовки , о т л и ч а ю-щ и и с   тем, что, с .целью повышени  стабилькости процесса лить  при возникновении внешних периодических воздействий на процесс, скорость возвратнопоступательного перемещени  увеличивают на величину, котора  в 1,1-2«О раза превышает скорость движени  кристаллизатора или слитка, возни- $ кающую от периодических воздействий . Фиг. f 93319

0fff.2 V p f/fcasff Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Лебедев 6.И. и Евтеев Д.П. Оптимальные параметры синусоидально го закона возвратно-поступательного движени  кристаллизатора. Сталь, « , 1973, с. 315.

Кг/У f Acosft u)Sicffs6 f

г

fff.J.