Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ СЛЯБОВ ЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано при производстве слябов на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Технология производства слябов на МНЛЗ включает разливку стали, ее затвердевание с образованием непрерывно-литой заготовки, порезку заготовки на мерные длины и замедленное охлаждение слябов в специальных термосах-накопителях до заданной температуры. Эта технология достаточно подробно описана, например, в книге В.Г.Воскобойникова и др. «Общая металлургия», М.: Металлургия, - 1995, - с.417-418.

Охлаждение слябов, в особенности из легированной стали, является важной операцией их производства, определяющей качество (структуру) слябов, что чрезвычайно важно для последующей их прокатки на листовых станах.

Известен способ охлаждения проката, преимущественно сортового, при котором охлаждение ведут в камере с кольцевыми потоками, причем смежные по периметру проката потоки ориентируют на вогнутые участки профилей, а в охладитель предварительно вводят абразивный материал (см. а.с. СССР №1625566, кл. В21В 45/02, опубл. в БИ №5, 1991 г.). Однако этот способ неприемлем для охлаждения слябов, полученных на МНЛЗ.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ охлаждения слябов из легированной (хромоникель - молибденовой) стали, опубликованный в журнале Сталь. - 2006, - №2, - с.15-17.

Этот способ охлаждения слябов после разливки стали на МНЛЗ и порезки непрерывно-литой заготовки на мерные длины включает их выдержку да заданной температуры и характеризуется охлаждением металла в копильниках МНЛЗ в течение пяти суток с регламентируемой температурой поверхности слябов по боковым и хвостовым торцам.

Недостатком такой технологии охлаждения является возможность появления термических напряжений в слябах с вероятностью образования в них флокенов, что ухудшает качество металла и снижает производительность стана горячей прокатки.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества слябов из легированной стали.

Для решения этой задачи в способе охлаждения слябов из легированной стали, включающем вакуумирование стали, разливку ее на МНЛЗ, порезку непрерывно-литой заготовки на мерные длины, размещение слябов в термосе, который располагают после машин газовой резки МНЛЗ, и их выдержку, согласно изобретению при вакуумировании обеспечивают содержание водорода в стали перед разливкой не более 3·10^-4%, слябы укладывают в термос в две стопы с расстоянием от верхних слябов до крышки термоса не более 250 мм и общем объеме слябов в нем не менее 0,2 объема термоса и охлаждают в интервале температур от не менее 700°С до 100°С со скоростью охлаждения не более 12°С/ч в зависимости от интервала температур.

Вышеприведенные параметры охлаждения получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения состоит в охлаждении слябов из легированной стали в специальном термосе-накопителе при оптимальном его заполнении и оптимальных режимах охлаждения, а также в ограничении содержания водорода в стали перед ее разливкой. В результате этого уменьшаются термические напряжения в слябах и вероятность образования в них флокенов, что благоприятно сказывается на качестве прокатываемой из слябов листовой стали.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на машине непрерывного литья заготовок ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью при охлаждении полученных после газовой резки слябов различных размеров из легированной стали варьировали параметры охлаждения, а также содержание водорода в металле перед разливкой. Была проведена также опытная проверка известной технологии охлаждения слябов, взятой в качестве ближайшего аналога (см. выше). Результаты опытов оценивали по качеству слябов.

Наилучшие результаты (требуемое качество металла и максимальная производительность стана) получены при реализации предлагаемого способа охлаждения. Отклонения от рекомендуемых его параметров ухудшали достигнутые показатели. Так при содержании водорода в вакуумированной перед разливкой стали более 3·10^-4% и температуре их загрузки <700°С количество некачественных слябов увеличивалось на 5...17%, пропорционально увеличению содержания водорода.

Укладка слябов в термос в одну стопу и увеличение расстояния (250 мм) от верхних слябов крышки термоса приводило к возрастанию термических напряжений на поверхности металла с появлением на ней трещин. Аналогичный результат получен и при общем объеме загруженных слябов менее 0,2 объема термоса.

Отрицательно влияло на качество металла скорость охлаждения слябов в термосе более 12°С/ч.

Скорость охлаждения слябов в зависимости от интервала температур, полученная опытным путем, приведена в таблице 1.

Контрольная проверка известной технологии охлаждения дала увеличение выхода некачественных слябов и готовых листов на 5 и 10%, соответственно.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известной технологией охлаждения слябов.

По данным технико-экономических исследований, выполненных в Центральной лаборатории ОАО «ММК», использование заявляемого способа для охлаждения слябов из легированной стали, полученных на МНЛЗ, повысит уровень качества металла, что снизит отходы в брак не менее, чем на 15 абс.%.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1

Слябы из легированной стали с содержанием Cr 1,8% получены газовой резкой непрерывнолитой заготовки на МНЛЗ. При предварительном (перед разливкой) вакуумировании этой стали содержание водорода в ней составило 2,0·10^-4%.

При температуре 700...750°С слябы помещаются в термос-накопитель МНЛЗ и укладываются в две стопы с расстоянием от верхних слябов до крышки термоса в пределах 250 мм и слябы занимают около 0,25 объема термоса. Охлаждение слябов осуществляют до t=100°C со средней скоростью 4,1°С/ч. При этом для различных интервалов температур слябов, находящихся в термосе, скорость охлаждения различна и составляет от 11,8°С/ч в интервале температур 700...600°С до 2,2°С/ч в интервале температур 200...100°C (табл.2).

Пример 2

Слябы из легированной стали с содержанием Cr 2,3% получены газовой резкой непрерывнолитой заготовки на МНЛЗ. При предварительном (перед разливкой) вакуумировании этой стали содержание водорода в ней составило 2,8·10^-4%.

При температуре 700...750°С слябы помещаются в термос-накопитель МНЛЗ и укладываются в две стопы с расстоянием от верхних слябов до крышки термоса в пределах 250 мм и слябы занимают около 0,25 объема термоса. Охлаждение слябов осуществляют до t=100°C со средней скоростью 3,75°С/ч. При этом для различных интервалов температур слябов, находящихся в термосе, скорость охлаждения различна и составляет от 10,0°С/ч в интервале температур 700...600°С до 2,0°С/ч в интервале температур 200...100°С (табл.3).