Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕРНЫХ ЗАГОТОВОК НА МНОГОРУЧЬЕВОЙ МАШИНЕ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к металлургии, а именно к литейному производству, конкретнее к непрерывной разливке металлов на многоручьевых машинах непрерывного литья заготовок.

Известен способ получения мерных заготовок на машинах непрерывного литья заготовок, включающий измерение массы металла в промежуточном ковше, измерение текущей длины слитка, прекращение подачи металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш при появлении шлака в струе из-под шибера сталеразливочного ковша (Технологическая инструкция ТИ 101-СТ-ККЦ-10-2000 «Разливка стали на машинах непрерывного литья заготовок МНЛЗ кислородно-конвертерного цеха», Магнитогорск, 2001 г., с.15). Окончание разливки на первом (первом-втором при четырехручьевом режиме разливки) ручье МНЛЗ происходит по достижении мерной длины заготовки, разливка оставшегося в промежуточном ковше металла производится на втором (третьем-четвертом при четырехручьевом режиме разливки) ручье.

Недостатками известного аналога являются снижение выхода годного металла из-за увеличения отходов, полученных в результате немерной длины заготовок, получаемых на втором (третьем-четвертом при четырехручьевом режиме разливки) ручье после окончания разливки плавки, уменьшение производительности МНЛЗ из-за повышения длительности разливки плавки, вследствие разновременного окончания разливки по отдельным ручьям, когда интервал между остановкой ручьев может достигать нескольких минут.

Ближайшим аналогом к заявляемому объекту является способ получения мерных заготовок на многоручьевой машине непрерывного литья заготовок, включающий измерение массы металла в промежуточном ковше, пересчет массы металла в промежуточном ковше в длину слитка, измерение текущей длины слитка раздельно по ручьям и положения мениска металла в кристаллизаторе относительно мерной длины слитка и прекращение подачи металла из сталеразливочного ковша (Патент РФ №1696119, В 22 D 11/16).

Недостатком ближайшего аналога является условие, что равномерность разливки должна обеспечиваться одинаковой скоростью разливки и одинаковой мерной длиной заготовок по всем ручьям. При таком способе в случае одновременного окончания разливки металла предыдущей плавки из сталеразливочного и промежуточного ковша и разливке последующей плавки на новый промежуточный ковш или при разливке последнего разливочного ковша, в сталеразливочном и промежуточном ковшах остается некоторое количество металла, масса которого может достигать значительных размеров, и его необходимо вернуть в последующую переработку. Недостатком данного способа является снижение выхода годного металла из-за увеличения отходов, полученных в результате немерной длины заготовок.

Техническая задача данного изобретения - сокращение выхода немерных заготовок, увеличение выхода годного металла и достижение суммарной остаточной массы металла в сталеразливочном и промежуточном ковшах после окончания разливки величины меньше массы одной заготовки с учетом массы технологических остатков.

Поставленная техническая задача достигается тем, что на многоручьевой машине непрерывного литья заготовок измеряют массу металла в промежуточном ковше, пересчитывают массу металла в промежуточном ковше в длину слитка, измеряют текущую длину слитка раздельно по ручьям и положение мениска металла в кристаллизаторе относительно мерной длины слитка, прекращают подачу металла из сталеразливочного ковша, дополнительно измеряют и пересчитывают массу металла в сталеразливочном ковше, определяют количество мерных заготовок по формуле:

где Q_разл - масса металла в сталеразливочном ковше, т;

Q_пpoм - масса металла в промежуточном ковше, т;

Q_ост - суммарная масса технологических остатков металла в сталеразливочном и промежуточном ковшах, т;

В - масса погонного метра заготовки на ручье, т;

l_мернi - мерная длина слитка, м;

l_ocтi - расстояния до мерной длины в кристаллизаторе по ручьям, м;

прекращают подачу металла из сталеразливочного и промежуточного ковшей одновременно, затем рассчитывают остаточное количество металла по формуле:

где - целое количество мерных заготовок;

при этом определяют длину отливаемой заготовки по каждому ручью по формуле:

после чего определяют дополнительную мерную заготовку на ручей, где

l_руч.i=min и l_мернi=max по формуле

для этого ручья задают максимальную скорость разливки, после чего определяют скорости разливки по остальным ручьям по формуле:

где V_мах - максимальная скорость разливки для ручья, на котором получают дополнительную заготовку.

Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что увеличение выхода годного и снижение количества немерных заготовок осуществляется за счет регулирования скорости вытягивания заготовки по каждому ручью в отдельности, что позволяет разливать различное количество мерных заготовок по ручьям и максимально использовать имеющийся металл. Необходимые скорости вытягивания могут быть определены уже в начале разливки плавки с учетом массы металла, находящейся не только в промежуточном ковше, но и в сталеразливочном ковше.

Конкретный пример выполнения способа

Работа МНЛЗ по предлагаемому способу, начиная с момента получения информации об одновременном окончании разливки в сталеразливочном и промежуточном ковше.

Допустим, что разливка проводится на четырехручьевой МНЛЗ, с массой металла в сталеразливочном ковше - 350 т и массой металла в промежуточном ковше - 35 т. Сечения кристаллизаторов одинаковы и равны - 250×1080 мм. Заданная мерная длина для сечений составляет 6 м (два ручья) и 5,5 м (два ручья) соответственно. Скорость разливки согласно технологической инструкции составляет - 0,8 м/мин (минимальная допустимая по ручью - 0,6 м/мин, максимальная - 0,9 м/мин). Принимается плотность твердого металла 7,8 т/м³.

Остаточная масса плавки на момент запроса об одновременной замене сталеразливочного и промежуточного ковшей составляет 210 т в сталеразливочном и 35 в промежуточном ковшах. Длины отлитых слитков по ручьям составляют 21, 23, 19 и 20 м соответственно. Расстояния до мерной длины в кристаллизаторе по ручьям составляют 3,0; 1,0; 2,5 и 4,5 метра соответственно.

Количество мерных заготовок по ручьям, в случае равенства скоростей по ручьям, рассчитываем по формуле:

где В - масса погонного метра заготовки на ручье, т;

l_мерн.i - мерная длина слитка, м;

l_ост.i - расстояния до мерной длины в кристаллизаторе по ручьям.

Таким образом, после доливки заготовок уже находящихся в кристаллизаторе до мерной длины возможна разливка еще четырех мерных заготовок по каждому ручью при условии равенства скоростей.

С учетом массы мерного слитка общее количество металла с немерной длиной составит:

М_ост=2,106×(4373-4)(6+6+5,5+5,5)=18,06 m

Для обеспечения условия одновременного окончания разливки металла по всем ручьям и получения из остатков максимального количества годного необходимо перераспределить металл таким образом, чтобы скорость разливки на всех ручьях находилась в допустимом пределе - 0,6...0,9 м/мин.

Поэтому определяем:

l_руч.1=4×6+3=27 м; l_pуч.2=4×6+1=25 м; l_руч.3=4+5,5+2,5=24,5 м;

l_руч.4=4×5,5+4,5=26,5 м.

Дополнительную мерную заготовку определяем на ручей (N), где l_руч.i=min и l_мернi=mах, заданным условиям соответствует ручей (N) - 2 ручей.

Рассчитываем скорости разливки по ручьям, исходя из следующих условий:

V_max=0,9 м/мин устанавливается для ручья N=2, для которого:

После чего определяем скорости разливки остальных ручьев (Vi):

Расчетные скорости устанавливаем по всем ручьям, т.к выполняется условие:

V_max≥V_i≥V_min⇒0,9≥Vi≥0,6

Установив рекомендуемые скорости разливки по ручьям, в конце получим по четыре мерных заготовки на 1, 3 и 4 ручьях и пять заготовок на 2 ручье.

Таким образом, использование данного способа позволило увеличить выход годного на одну мерную заготовку (12 т) за счет снижения остаточной массы металла в промежуточном ковше в конце разливки до 6 т. При условии равенства скоростей вытягивания по ручьям, как предлагается в других изобретениях, остаточная масса металла в промежуточном ковше составила бы 18 т.