Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ СТАЛИ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывной разливки металла на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).

Известен способ непрерывной разливки стали на многоручьевой радиальной машине непрерывного литья заготовок, включающий подачу жидкой стали из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш и далее через погружные стаканы в кристаллизаторы, формирование в кристаллизаторах непрерывно-литых заготовок, их вытягивание из кристаллизаторов и охлаждение в зоне вторичного охлаждения. Авт.св. №458384, B22D 11/14.

Недостатком этого способа является отсутствие связи между важнейшими технологическими параметрами разливки: температурой металла в промежуточном ковше и скоростью вытягивания слитка, что может привести к застыванию стали в промежуточном ковше или образованию, как внутренних, так и поверхностных трещин, что приводит в высокой аварийности и низкому качеству получаемых слитков.

Наиболее близким по технической сущности и выбранный в качестве прототипа является способ непрерывной разливки стали, который включает в себя подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш и далее через погружные стаканы в кристаллизаторы, формирование в кристаллизаторах непрерывнолитых заготовок, их вытягивание из кристаллизатора и охлаждение в зоне вторичного охлаждения. Вытягивание заготовок из периферийных кристаллизаторов осуществляют со скоростью выше скорости вытягивания из центральных кристаллизаторов на 0,01-0,1 м/мин в зависимости от температуры стали в кристаллизаторе, причем при снижении температуры стали в периферийном кристаллизаторе на 1°С по сравнению с центральным скорость вытягивания из периферийного кристаллизатора увеличивают на 0,01 м/мин. RU 2349413, В22D 11/00.

Недостатками этого способа является:

- необходимость проведения измерений температуры стали специальными одноразовыми термопарами непосредственно в кристаллизаторах, что нарушит стабильное состояние мениска металла в кристаллизаторах и приведет к захвату неметаллических включений и материала самих термопар ухудшит качество отливаемых заготовок;

- при подачи металла в кристаллизатор через погружной стакан измерение температуры стали в кристаллизаторе, производимое, как правило в районе мениска, не может отображать реальную температуру металла подводимого в кристаллизатор, так как металл в районе мениска имеет температуру более чем на 5°С ниже температуры металла подаваемого в кристаллизатор в районе выходных отверстий погружного стакана.

- ориентация изменения скорости вытягивания от абсолютной температуры стали в кристаллизаторе, а не на значение температуры перегрева металла над температурой начала его кристаллизации (ликвидус) которая может в пределах одной марки изменятся белее чем на 10°С, что приводит в высокой аварийности и низкому качеству получаемых заготовок.

Технический результат от использования данного изобретения заключается в повышения качества непрерывнолитой заготовки, снижении аварийности и увеличении производительности МНЛЗ.

Указанный технический эффект достигается тем, что способ непрерывной разливки стали включает в себя подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш и далее через погружные стаканы в кристаллизаторы, формирование в кристаллизаторах непрерывнолитых заготовок, их вытягивание из кристаллизатора и охлаждение в зоне вторичного охлаждения. Вытягивание заготовок из периферийных кристаллизаторов осуществляют со скоростью выше скорости вытягивания из центральных кристаллизаторов на 0,1-0,3 м/мин в зависимости от температуры перегрева металла над температурой ликвидус в промежуточном ковше в районе периферийных кристаллизаторов, причем при снижении температуры перегрева металла в промежуточном ковше в районе периферийных кристаллизаторов на 2-5°С по сравнению с температурой перегрева металла в промежуточном ковше в районе центральных кристаллизаторов скорость вытягивания заготовки из периферийных кристаллизаторов увеличивают на 0,1 м/мин.

Диапазон значений скорости вытягивания заготовки из периферийных кристаллизаторов на 0,1-0,3 м/мин выше скорости вытягивания из центральных кристаллизаторов объясняется теплофизическими закономерностями кристаллизации формирующейся заготовки и теплопередачей в кристаллизаторе. При меньших значениях, в следствии длительного теплоотвода, на переохлажденных участках поверхности заготовки будут образовываться трещины, что ухудшит качество заготовки и снизит производительность МНЛЗ. При больших значениях из-за недостаточного времени теплоотвода будет происходить разогрев поверхности и неполная кристаллизация заготовки, что ухудшит качество поверхности и макроструктуры заготовки, а так же может привести к возникновению аварий.

Диапазон значений перегрева металла над температурой ликвидус в районе периферийных кристаллизаторов на 2-5°С по сравнению с температурой перегрева металла в промежуточном ковше в районе центральных кристаллизаторов объясняется теплофизическими закономерностями кристаллизации формирующейся заготовки. Так как при увеличении скорости вытягивания заготовки из кристаллизатора существенно уменьшается толщина слоя затвердевшего металла и увеличивается тепловой поток, необходимо при выборе скорости вытягивания учитывать температуру перегрева металла над температурой ликвидус подаваемого в кристаллизатор. При меньших значениях будет образовываться крупнокристаллическая структура с сильно развитой ликвацией что приведет в ухудшению качества макроструктуры и образованию на поверхности заготовки продольных и поперечных трещин по границам первичных зерен ослабленных ликвацией легкоплавких соединений, что ухудшит качество заготовки и уменьшит выход годного, кроме того при больших значениях резко возрастает вероятность образования аварий по прорывам формирующейся корочки, что приведет к снижению производительности МНЛЗ. При больших значениях на поверхности заготовки будут образовываться завороты корки, пояса, а так же будет происходить вовлечение в поверхностный слой заготовки шлаковых включений, что ухудшит качество поверхности заготовки, уменьшит выход годного и снизит производительность МНЛЗ, кроме того при меньших значениях будет происходить затягивания сталевыпускных отверстий промежуточного ковша, что может привести в возникновению аварийных ситуаций и снижению производительности МНЛЗ.

Заявляемый способ непрерывной разливки стали был опробован на пятичьевой радиальной МНЛЗ с сечением кристаллизатора 150×150 мм при разливке стали марок 10, 15, 20, Ст3кп-сп, Ст5пс-сп, 25, 30, 40Г1Р, 35Г1Р, 25Г2С, 35Г2, 09Г2С, 40Х, 30Х, 30ХМА 35ХГСА, 40ХН2МА, 30ХН3А, 30ХГСА, 18ХГТ, 10ХСНД, 15ХСНД, 20Х, 15Х, 15ХМ, 10ХНДП, 28С, 80С, 55С2ГФ, 60С2, 60С2А, 60С2ХА, 60С2ХФА, 55С2, 40С2А, 40ХС, 35Х, 38Х, 40Х, Св08Г2С, Св08ХМ, Св08ГМ, Св08ГНМ, Св08Г1НМА, Св08Г1НМФАА, Св08Г1С, Св08ГС, Св10Г2, Св10ГА, Св12ГС, Т, Св08, Св08А.

В процессе разливки стали с температурой перегрева в промежуточном ковше над температурой ликвидус 10-40°С производили измерение ее температуры при помощи специальных одноразовым термопар в промежуточном ковше в районе центрального и периферийных кристаллизаторов. При снижении температуры перегрева стали в районе периферийных кристаллизаторов на 2-5°С по сравнению с температурой перегрева металла в промежуточном ковше в районе центральных кристаллизаторов производили увеличение скорости вытягивания заготовки из периферийных кристаллизаторов на 0,1 м/мин.

Например в процессе разливки стали марки 25Г2С температура стали в промежуточном ковше в районе центрального кристаллизатора была на 25-39°С больше температуры ликвидус, при этом скорость вытягивания заготовки из центрального кристаллизатора составляла 2,0-2,2 м/мин, а температура стали в промежуточном ковше в районе периферийных кристаллизаторов была на 23-34°С больше температуры ликвидус, при этом скорость вытягивания заготовки из периферийных кристаллизаторов устанавливали в пределах 2,2-2,4 м/мин. Результаты использования предлагаемого изобретения на Магнитогорском металлургическом комбинате показали, что разливка стали по технологии заявляемого изобретения позволяет повысить качество непрерывнолитой заготовки, снизить аварийность и повысить производительность МНЛЗ.