способ непрерывного литья полосы

Формула изобретения

1. Способ непрерывного литья полосы, включающий подачу расплава под уровень отдельными струями в зазор между двумя вращающимися цилиндрическими валками-кристаллизаторами с торцевыми огнеупорными боковыми стенками, затвердевание расплава на поверхности валков-кристаллизаторов и формирование полосы, отличающийся тем, что расплав подают под уровень на глубине 0,1 - 0,35 длины жидкой фазы формируемой полосы, 0,3 - 0,9 объема подаваемого расплава направляют горизонтальными, а оставшуюся часть - вертикальными струями, при этом на поверхности расплава наводят слой жидкого шлака.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем расплава, подаваемого горизонтальными струями, устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от ширины отливаемой полосы.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наводят шлак, инертный к материалу боковых стенок.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют боковые стенки со шлакозащитными поясами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к способам непрерывного литья полосы.

Известен способ непрерывного литья полосы, в котором поверхность расплава перед подачей на валок-кристаллизатор покрывают слоем флюса [1].

Недостатком известного способа является узкий марочный (быстрозакаливающиеся металлы и сплавы) и размерный (толщина полосы до 0,4 мм) сортамент производимой продукции из-за использования в способе метода экстракции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ непрерывного литья полосы, включающий подачу расплава под уровень отдельными струями в зазор между двумя вращающимися цилиндрическими валками-кристаллизаторами с торцевыми огнеупорными боковыми стенками, затвердевание расплава на поверхности валков-кристаллизаторов и формирование полосы, в котором струи расплава направляют параллельно образующей валков-кристаллизаторов по встречным несоосным траекториям [2].

Недостатком прототипа являются низкие надежность процесса литья из-за намерзания на концевой части распределителя расплава и его сращивания с затвердевающим на поверхности валков в виде корочек расплавом и качество полосы из-за образования плен и сопутствующих им трещин. Первое связано с тем, что распределитель громоздок, а с открытой поверхности расплава велики потери тепла, а второе - с тем, что направленные по несоосным траекториям струи расплава характеризуются большой интенсивностью у его поверхности.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности процесса литья и качества полосы за счет исключения намерзания расплава на распределителе и снижения интенсивности потоков расплава на его поверхности и у валков-кристаллизаторов.

Результат достигается тем, что в известном способе непрерывного литья полосы, включающем подачу расплава под уровень отдельными струями в зазор между двумя вращающимися цилиндрическими валками-кристаллизаторами с торцевыми огнеупорными боковыми стенками, затвердевание расплава на поверхности валков-кристаллизаторов и формирование полосы, согласно изобретению расплав подают под уровень на глубине 0,1 - 0,35 длины жидкой фазы формируемой полосы, 0,3 - 0,9 объема подаваемого расплава направляют горизонтальными, а оставшуюся часть - вертикальными струями, при этом на поверхности расплава наводят слой жидкого шлака. Объем расплава, подаваемого горизонтальными струями, устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от ширины отливаемой полосы и наводят шлак, инертный к материалу боковых стенок, или используют боковые стенки с шлакозащитными поясами.

Предлагаемая совокупность признаков - регламентированные глубина подачи расплава под уровень и соотношение объемов направляемого горизонтальными и вертикальными струями расплава, зависимость соотношения от ширины полосы и наведение на поверхности расплава слоя жидкого шлака - обеспечивает высокие стабильность процесса литья и качество полосы за счет исключения намерзания расплава на концевой части распределителя и предотвращения возмущения поверхности расплава, поскольку резко снижаются потери тепла с поверхности расплава и интенсивность потоков расплава не только на его поверхности, но и у поверхностей валков-кристаллизаторов. Наведение инертного к материалу стенок шлака или использование стенок с шлакозащитными поясами обеспечивает повышение стабильности процесса литья и качества полосы за счет предотвращения просачивания расплава через зазоры между стенками и торцами валков-кристаллизаторов.

Пример 1. Получают полосу сечением 5х800 мм из электротехнической стали марки 2111 для последующего передела на стане холодной прокатки. С этой целью подают металл из 50-тонного ковша через промежуточный ковш с глуходонным погружным стаканом под уровень отдельными струями в зазор между двумя вращающимися цилиндрическими валками-кристаллизаторами диаметром 1200 мм с торцевыми огнеупорными боковыми стенками и формируют полосу из затвердевшего на поверхности валков-кристаллизаторов металла с обжатием твердой фазы. Уровень металла в ручье поддерживают равным 450 мм от створа валков (длина жидкой фазы полосы также равна 450 мм).

Согласно изобретению металл подают под уровень на глубине 0,25 длины жидкой фазы полосы и по 0,5 объема подаваемого металла направляют горизонтальными и вертикальными струями. Для этого кварцевый погружной стакан промежуточного ковша с диаметром разливочного канала 70 мм снабжен двумя боковыми выходными отверстиями диаметром 30 мм и одним отверстием диаметром 45 мм в дне (отверстия находятся в одной вертикальной плоскости) и погружен на глубину 110 мм (по осям боковых отверстий). Стакан установлен на оси ручья, при этом оси боковых отверстий параллельны образующим валков. На поверхности металла в ручье наводят инертный к огнеупору боковой стенки (кварц) слой шлакового расплава системы CaO-SiO₂-Al₂O₃ с добавками щелочей и фтора, температура ликвидуса шлака 1250^oC. В процессе литья толщину слоя шлака поддерживают равной 5 - 10 мм.

Литье полосы проходит устойчиво, без комкования шлака, бурления металла на поверхности и нарушения плотности стыка перегородок с валками. Полученная полоса имеет качественную, без дефектов поверхность с ровными кромками.

Пример 2. Получают полосу сечением 4х1250 мм из стали Х18Н10Т. С этой целью подают металл из 25-тонного ковша через промежуточный ковш с глуходонным погружным стаканом под уровень отдельными струями в зазор между двумя вращающимися цилиндрическими валками-кристаллизаторами диаметром 1200 мм с торцевыми огнеупорными боковыми стенками и формируют полосу из затвердевшего на поверхности валков-кристаллизаторов металла с обжатием твердой фазы валками. Уровень металла в ручье поддерживают равным 520 мм над створом валков (длина жидкой фазы также 520 мм).

Согласно изобретению металл подают под уровень на глубине 0,20 высоты жидкой фазы формируемой полосы, и 0,75 объема подаваемого металла направляют горизонтальными, а оставшуюся часть (0,25 объема) - вертикальными струями. Для этого погружной стакан из корундографита с диаметром канала 70 мм снабжен двумя боковыми выходными отверстиями диаметром 45 мм и одним отверстием в дне диаметром 35 мм (отверстия выполнены в одной плоскости) и погружен на глубину 100 мм (по осям боковых отверстий). Стакан установлен на оси ручья, оси боковых отверстий его параллельны образующим валков-кристаллизаторов. На поверхности металла в ручье наводят инертный к огнеупору боковой стенки (корундографит) шлаковый расплав системы SiO₂-CaO-Al₂O₃ с добавками щелочей, фтора и бора. Температура ликвидуса шлака 1050^oC. Толщину слоя шлака в процессе литья поддерживают равной 10-15 мм.

Литье полосы прошло устойчиво, без комкования шлака, бурления металла на поверхности и нарушения плотности стыка перегородок с валками. Полученная полоса имела качественную, без дефектов, поверхность с ровными кромками.

Предлагаемый способ обеспечивает качественную, без дефектов поверхности и кромки полосу за счет защиты поверхности металла шлаком, низкой интенсивности потоков металла и надежного уплотнения зазоров между валками и боковыми стенками. По сравнению с прототипом исключается зачистка дефектов поверхности и кромок, выход годной полосы возрастает на 15-20%. Устойчивая разливка металла на ручье может составлять 4-5 ч., что в 2-5 раз выше, чем у прототипа.