способ получения непрерывнолитых заготовок

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК, включающий измерение температуры металла в разливочном ковше в процессе внепечной обработки и в промежуточном ковше в процессе разливки, подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизатор и вытягивание заготовки из кристаллизатора с переменной скоростью в зависимости от тепературы металла в разливочном ковше, отличающийся тем, что в начале процесса разливки выдерживают металл в разливочном ковше до стабилизации температуры металла в промежуточном ковше, определяют температуру металла T₂ в разливочном ковше из соотношения



и изменяют скорость V вытягивания заготовок согласно соотношению



где T₁ температура металла в разливочном ковше в процессе внепечной обработки, ^oС;

₁ длительность выдержки металла в разливочном ковше, соответствующая замеру температуры T₁, мин;

₂ длительность выдержки металла в разливочном ковше, соответствующая стабилизации температуры металла в промежуточном ковше, мин;

K" коэффициент пропорциональности (K" 0,4 8,4), ^oС/мин;

n" показатель степени (n" 0,6 0,8);

T₃ температура металла в промежуточном ковше, соответствующая ее стабилизации, ^oС;

Q объем металла в промежуточном ковше, м³;

q площадь поперечного сечения заготовки, м²;

m число отливаемых заготовок;

K"" коэффициент пропорциональности (K"" 14 17), ^oС/мин;

n"" показатель степени (n"" 1,3 1,6).

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к металлургии и может быть использовано для непрерывного литья заготовок преимущественно из нержавеющей стали.

Известен способ получения непрерывно-литых заготовок из нержавеющей стали ферритного класса, в котором скорость вытягивания заготовки из кристаллизатора взаимосвязана с температурой металла в промежуточном ковше и сечением заготовки формулой:

0 < < + , где температура перегрева стали над ликвидусом, ^оС;

V скорость вытягивания заготовки, см/мин;

S поперечное сечение заготовки, см².

(Патент Японии N 52-41728, кл. В 091 (В 22 D 11/00, 1977 г.).

Недостатком способа является то, что он не обеспечивает удовлетворительного качества заготовок из-за низкой скорости их вытягивания.

Известен также способ получения непрерывно-литых заготовок из нержавеющей стали аустенитного класса, включающий измерение температуры металла в разливочном ковше в процессе внепечной обработки и в промежуточном ковше в процессе разливки, подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизатор и вытягивание заготовки из кристаллизатора с переменной скоростью в зависимости от температуры металла в разливочном ковше, в котором температуру металла после внепечной обработки задают на 45.125^оС выше температуры ликвидуса, а скорость вытягивания изменяют в пределах 0,5.0,6 м/мин (ж."Сталь", 1986, N 6, стр.14).

Этот способ характеризуется нестабильным качеством отлитых заготовок. При регламентации в известном способе температуры металла в разливочном ковше после внепечной обработки из-за отличий в температуре футеровки и времени выдержки металла в разливочном ковше на разных плавках, металл в разливочном ковше в начале процесса разливки будет характеризоваться значительным (до 30^оС) колебанием температуры. На это накладывается и отличие в температуре футеровки, толщине слоя шлака в промежуточном ковше и скорости вытягивания заготовок для разных плавок. Совместное влияние этих двух групп факторов обусловливает отличие в температуре металла в промежуточном ковше до 60^оС, что определяет низкое качество заготовок на плавках с пониженной температурой из-за дефектов типа заворотов и на плавках с повышенной температурой продольных трещин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения непрерывно-литых заготовок преимущественно из нержавеющей стали аустенитного класса, включающий измерение температуры металла в разливочном ковше в процессе внепечной обработки и в промежуточном ковше в процессе разливки, подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизатор и вытягивание заготовки из кристаллизатора с переменной скоростью в зависимости от температуры металла в разливочном ковше, в котором температуру металла после внепечной обработки задают на 35.45^оС выше температуры ликвидуса, а скорость вытягивания заготовки сечением 1050х130 мм изменяют в пределах 0,9. 1,0 м/мин ("Сэйтэцу кэнкю", 1978, N 294, с.32-41).

Недостатком прототипа является низкое качество отлитых заготовок и его нестабильность от плавки к плавке. Это связано с тем, что в известном способе не учитывается влияние на снижение температуры металла в разливочном ковше от конца внепечной обработки до начала разливки температуры футеровки и времени выдержки металла в ковше, а также жестко регламентируется скорость вытягивания заготовки. При таких условиях температура металла в промежуточном ковше будет характеризоваться существенным отклонением от требуемой (более 20^оС), определяя тем самым развитие дефектов типа заворотов на плавках с пониженной температурой и трещин на плавках с повышенной температурой.

Технический результат изобретения заключается в повышении и стабилизации качества литых заготовок из нержавеющей стали за счет повышения точности соответствия скорости вытягивания заготовок температуре металла в промежуточном ковше и определяемого этим снижение дефектов типа заворотов и трещин на заготовках.

Результат достигают тем, что в способе получения непрерывно-литых заготовок, включающем измерение температуры металла в разливочном ковше в процессе внепечной обработки и в промежуточном ковше в процессе разливки, подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизатор и вытягивание заготовки из кристаллизатора с переменной скоростью в зависимости от температуры металла в разливочном ковше, согласно изобретению в начале процесса разливки определяют время стабилизации температуры металла в промежуточном ковше, рассчитывают для этого времени температуру металла Т₂ в разливочном ковше из соотношения

Т₂= Т₁+К"( ₂^n" ₁^n"),^оС (1) где Т₁ температура металла в разливочном ковше в процессе внепечной обработки, ^оС;

_{1 1 0} длительность выдержки металла в разливочном ковше, соответствующая температуре Т₁, мин;

₁ время замера температуры Т₁, ч-мин;

₀ время конца выпуска металла из сталеплавильного агрегата в разливочный ковш, ч-мин;

_{2 2 0} длительность выдержки металла в разливочном ковше, соответствующая стабилизации температуры металла в промежуточном ковше, мин;

₂ время стабилизации температуры металла в промежуточном ковше, ч-мин; К" коэффициент пропорциональности (К"=0,4.8,4), ^оС/мин;

n показатель степени (n"=0,6.0,8), и изменяют скорость вытягивания заготовок V согласно соотношению

V K м/мин

(2) где Т₃ температура металла в промежуточном ковше, соответствующая ее стабилизации, ^оС;

Q объем металла в промежуточном ковше, м³;

q площадь поперечного сечения заготовки, м²;

m число отливаемых заготовок;

К""- коэффициент пропорциональности (К""=14.17), ^оС/мин;

n"" показатель степени (n""=1,3.1,6).

При создании настоящего изобретения исходили из положения о необходимости обеспечения жесткого соответствия скорости вытягивания заготовки температуре металла в промежуточном ковше для исключения как дефектов типа заворотов, так и трещин на поверхности заготовок любой разливаемой плавки.

Согласно изобретению в начале процесса разливки необходимо определить время стабилизации температуры металла в промежуточном ковше. Его использование в соотношении (1) позволяет повысить точность прогноза температуры металла в разливочном ковше за счет учета дополнительных потерь температуры металла от начала процесса разливки до стабилизации температуры металла в промежуточном ковше и обеспечить таким образом повышение и стабильность качества заготовок.

Температуру металла в разливочном ковше необходимо определять в зависимости от температуры металла в разливочном ковше после внепечной обработки по соотношению (1). Это обеспечивает достоверный прогноз температуры металла в разливочном ковше (отклонение не более 2,5^оС), что создает предпосылки получения высокого, без грубых дефектов типа заворотов и без трещин, и однородного качества заготовок из нержавеющей стали.

Скорость вытягивания заготовки по соотношению (2) обеспечивает высокое, без грубых дефектов типа заворотов и без трещин и однородное, с разницей в зачистке не более 2 мм качество заготовок за счет обеспечения требуемой температуры металла в промежуточном ковше в узких, не более 2,5^оС пределах.

П р и м е р. Сталь 08Х18Н10Т выплавляют дуплекс процессом электропечь конвертер, продувают аргоном в разливочном ковше на продувочном стенде и разливают на одноручьевой МНЛЗ через промежуточный ковш емкостью 1 м³ в кристаллизатор сечением 150х1100 мм (q=0,165 м²). В процессе внепечной обработки и разливки измеряют температуру металла в разливочном и промежуточном ковше, заготовку из кристаллизатора вытягивают с переменной скоростью в зависимости от температуры металла в разливочном ковше. Начальная скорость вытягивания заготовки 1,0.1,5 м/мин.

Время выпуска стали из конвертера в разливочный ковш с рабочим слоем из основного огнеупора ₀15 ч 30 мин. Температура футеровки ковша 1000^оС (К"= 6,0 ^оС/мин; n"=0,6). Окончание продувки аргоном ₁16 ч 20 мин ( 50 мин). Температура металла в разливочном ковше для времени ₁ равно 1555^оС. Рабочий слой футеровки промежуточного ковша выполнен из высокоглиноземистого огнеупора, разливается вторая плавка в серии (К""=16,5^оС/мин; n""=1,43). В промежуточном ковше температура металла Т₂=1500^оС для времени замера ₂16 ч 45 мин; 1508^оС для 16 ч 47 мин и 1510^оС для времени 16 ч 50 мин.

В начале процесса разливки определяют время стабилизации температуры металла в промежуточном ковше, рассчитывают для этого времени температуру металла Т₂ в разливочном ковше из соотношения (1) и изменяют скорость вытягивания заготовки V согласно соотношению (2).

Время стабилизации температуры металла в промежуточном ковше равно ₂16 ч 50 мин ( ₂80 мин). Для этого времени при значениях К" и n" определили температуру металла в разливочном ковше:

Т₂= 1555-0,39(80^0,82-50^0,82)= 1549^оС и далее скорость вытягивания заготовки:

V 16,49 0,52 м/мин

с которой разлили плавку.

Отлитые заготовки не имели значительных дефектов индекс по трещинам и заворотам 0,5 и 1,0 соответственно. Съем металла при зачистке литых заготовок перед прокаткой был 4,5%

Дополнительные примеры осуществления предложения приведены в таблице.

Из таблицы следует, что предложение характеризуется высоким качеством поверхности литых заготовок: индекс заворотов и трещин равен 0,5.1,0. Это в 1. 2 раза меньше для трещин и в 3,5.7 раза для заворотов, чем в прототипе. Потери металла при зачистке литых заготовок снижаются на 1,9.2,2%