способ непрерывной разливки стали на машине непрерывного литья

Формула изобретения

Способ непрерывной разливки стали на машине непрерывного литья, включающий подачу стали из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш через огнеупорную трубу, подачу стали из промежуточного ковша в кристаллизатор через погружной стакан, отбор проб жидкой стали и определение содержания азота в них, отличающийся тем, что в погружной стакан и/или в монолитный стопор промежуточного ковша вводят азот чистотой 99,9-99,0% с расходом, обеспечивающим повышение содержания азота в пробах стали из кристаллизатора по сравнению с пробами стали из промежуточного ковша на 0,0002-0,0010%.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, а именно к способам защиты струи металла из сталеразливочного ковша в промежуточный в процессе непрерывной разливки на машине непрерывного литья.

Известен способ непрерывной разливки стали, включающий различные способы защиты от вторичного окисления струи металла и поверхности в кристаллизаторе (см. Защита стали в процессе непрерывной разливки. А.В.Лейтес, М.: Металлургия, 1984, с.18-23, рис.7 - XVI).

Ближайшим аналогом заявленного способа непрерывной разливки стали на машине непрерывного литья является способ, включающий подачу стали из сталеразливочного в промежуточный ковш через огнеупорную трубу под уровень металла в промежуточном ковше, подачу аргона в огнеупорную трубу, подачу стали из промежуточного ковша в кристаллизаторы и вытягивание из них слитков, а также определение содержания в стали азота, в процессе разливки в огнеупорную трубу дополнительно подают азот, при этом долю азота в смеси газов устанавливают по определенной зависимости (RU 2154544 C1, B22D 11/10, 20.08.2000).

Характерным дефектом поверхности литых слябов толщиной до 8 мм являются газовые пузыри диаметром до 1 мм. Плотность распределения таких пузырей возрастает с приближением к поверхности сляба.

Аргон нерастворим в жидкой и твердой стали. Наличие в подкорковых слоях литого сляба пузырьков, содержащих аргон, может привести при прокатке к образованию полостей с развитой поверхностью, заполненных аргоном.

Источником образования пузырьков аргона в жидком металле в кристаллизаторе является поддув его через стопор-моноблок промежуточного ковша, а также обдув аргоном через кольцевой коллектор места стыкового соединения стакана-дозатора с погружным стаканом.

Техническим результатом известного технического решения является повышение точности содержания азота в разливаемом металле. При этом характерным дефектом поверхностных слоев литых слябов являются газовые пузыри диаметром до 1 мм. Плотность распределения таких пузырей возрастает с приближением к поверхности сляба.

Принципиальное отличие технологии разливки согласно предлагаемому изобретению связано с заменой аргона азотом.

Азот подводили через кольцевой коллектор к стыковому соединению стакана-дозатора промежуточного ковша с погружным стаканом, а также азот продували через стопор-моноблок в промежуточном ковше.

Результаты качества опытных и сравнительных плавок представлены в таблицах 1-3.

В таблице 1 приведены данные по зачистке и отсортировке толстого листа стали S 355 разлитой в слябы сечением 250×1850 мм. Из таблицы видно, что объем зачистки листов из опытных плавок снижен в 4,2 раза.

Таблица 1
Сравнительная оценка объемов зачистки и отсортировки листов из стали S 355, разлитой на МНЛ3-2 с оборудованием через кольцевой коллектор стыкового соединения стакана-дозатора и погружного стакана, аргоном или азотом.
№№ плавок в серии	Прокатано листов, шт.	Подводимый газ	Объем зачистки поверхности листов, шт./%	Отсортировка листов по дефектам, шт./%							Среднее повышение азота в кристаллизаторе
				плена	паук	трещина	трещина кромочная	трещина продольная	УЗК
1-10	175	Ar	25/14,3	1/0,57	6/3,43	5/2,86	0/0	0/0	2/1,14	14/8,0	0,0002%
11-20	176	N2	6/3,4	0/0	0/0	0/0	0/0	1/0,57	3/1,70	4/2,27	0,0010%

Сечение сляба - 250×1850 мм; габариты листа - 43×2500×9000 мм.

Чистота аргона и азота равны 99,9 и 98,5% соответственно.

Расход аргона на обдув - 8 м³/ч.

Сравнительная оценка объемов зачистки и отсортировки штрипсов из стали марки 09Г2ФБ приведены в таблице 2.

Таблица 2
Сравнительная оценка объемов зачистки и отсортировки штрипсов из стали 09Г2ФБ, разлитой на МНЛ3-2 с подводом через стопор-моноблок и кольцевой коллектор в стыке стакана-дозатора с погружным стаканом аргона или азота.
№№ плавок в серии	Прокатано листов, шт.	Подводимый газ	Объем зачистки поверхности листов, шт./%	Отсортировка листов по дефектам, шт./%						Среднее повышение азота в кристаллизаторе
				плена	паук	трещина	трещина кромочная	УЗК
1-10	480	Ar	58/12,0	5/1,04	1/0,21	0/0	1/0,21	7/1,46	14/2,92	0,0002%
11-20	475	N2	15/3,2	0/0	0/0	0/0	0/0	6/1,26	6/1,26	0,0004%

Сечение сляба - 250×1850 мм; габариты листа - 11×2529×12000 мм.

Чистота аргона - 99,9%; азота - 99,9%.

Расход аргона через кольцевой коллектор и стопор-моноблок составил 8 и 0,35 м³/ч соответственно.

На данной серии плавок аргон (на сравнительных плавках) и азот (на опытных плавках) подавались по описанной выше технологии. Чистота азота и аргона составляла 99,9%. Как следует из данных этой таблицы, замена аргона азотом позволила снизить объем зачистки листов с 12,0% до 3,2%, т.е. в 3,5 раза. Объем отсортировки листов снизился с 2,92 до 1,26%.

На опытных плавках этой марки отсортировки листов по поверхностным дефектам не было, а отсортировка листов сравнительных плавок по этому дефекту составляла 1,46%.

Результаты оценки качества поверхности листов стали ДН-36 опытных и сравнительных плавок приведены в таблице 3.

Таблица 3
Сравнение объемов зачистки и отсортировки листов из стали ДН 36, разлитой на МНЛЗ в кристаллизатор 250×1550 мм с поддувкой газа в стопор промежуточного ковша.
№№ плавок в серии	Прокатано листов, шт.	Подводимый газ	Объем зачистки поверхности листов, шт./%	Отсортировка листов по дефектам, шт./%						Среднее повышение азота в кристаллизаторе
				плена	паук	трещина	трещина кромочная	УЗК	2
1-10	308	Ar	32/10,4	4/1,3	2/0,15	0/0	2/0,65	без УЗК	8/7,6	0,0002%
11-20	310	N2	6/1,94	0/0	0/0	1/0,32	0/0	без УЗК	1/0,32	0,0005%

Габариты листа - 15×2400×12000 мм. Из 1 крата прокатываются 2 листа.

Ar - чистота 99,9%; N₂ - чистота 99,5%.

Подача газа в этой серии плавок осуществлялась только через стопор-моноблок промежуточного ковша.

Данные, приведенные в таблицах, свидетельствуют о высокой эффективности замены аргона азотом в повышении качества поверхности листов опробованных марок стали, а также показывают, что в металле опытных плавок содержание азота в пробах из кристаллизатора по сравнению с содержанием азота в промежуточном ковше несколько увеличивается (с 0,007 до 0,008%), но не выходит за предельное содержание.