SU1271635A1 - Способ непрерывного лить биметаллических слитков и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

. 1, Способ непрёрьтного лить  биметаллических слитков, включающий подачу различных металлов через погружные стаканы в кристаллизатор с образованием центральной и периферийной зон слитка и регулирование расходов обоих металлов, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества биметаллических слитков. регулирование расходов металлов при поддержании их суммарного расхода посто нным осуществл ют в зависимости от изменени  суммарного содержани  углерода в обоих металлах, при этом расход металла, образующего периферийную зону слитка, измен ют пр мопропорционально изменению суммарного содержани  углерода, а расход металла, образующего центральную зону , измен ют обратно пропорционально этой величине. 2. Устройство дл  непрерывного лить  биметаллических слитков, содержащее кристаллизатор с установленной в нем с зазором чашеобразной перегородкой с боковыми стенками и погсл ружные стаканы, на одном из которых с закреплена перегородка, отличающеес  тем, что, с целью улучшени  качества биметаллических слитков , нарзгжна  поверхность стенок перегородки выполнена конусной книзу под to углом длиной 0,05-0,3 длины ; кристаллизатора,при этом зазор между наружной поверхностью стенок перегоО ) родки в верхней части и кристаллизатосо ел ром составл ет 0,1-0,3 ширины его рабочей полости.

Description

Изобретение относитс  к металлур гии , конкретно к непрерывному литью биметаллических слитков. Известен способ непрерывного лить  биметаллических слитков,, включающий подачу различньк металлов и стальной ленты дл  предотвращени  их смешивани  в кристаллизатор, и устройство дл  его осуществлени  1. Недостатком известных способа и устройства  вл етс  невозможность получени  биметаллических слитков, сердцевина которых из одного металла была бы окружена другим металлом. Кроме того, подаваема  в кристаллизатор лента должна пройти сложную и длительную подготовку в виде обезжиривани , промьшки и т.д., что усложн ет процесс разливки. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ непрерывного лить  биметаллических слитков, включающий подачу различных металлов через погружные стаканы в кристаллизатор с , образованием центральной и периферий ной зон слитка и регулирование расходов обоих металлов. Способ непрерывного лить  биметал лических слитков осуществл етс  в устройстве, содержащем кристаллизатор с установленной в нем с зазором чашеобразной перегородкой с боковыми стенками и погружные стаканы, на одном из которых закреплена перегородка 2. Недостатком известного способа и устройства  вл етс  неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков. Это объ сн етс  плохой свариваемостью различных металлов вслед ствие малой зоны смешивани  металлов или зоной их двухфазного состо ни . Последнее объ сн етс  посто нством зазора между юбкой горизонтальной пластины и рабочими стенками кристал лизатора, а также посто нством расхода металлов. В результате происходит расслоение биметаллических слитков при дальнейшем переделе, что вызывает брак готовой металлопродукции Качество сварки и сцеплени  различных металлов в услови х разливки биметаллических слитков завис т от величины и степени развити  двухфаз ного состо ни  различных металлов. При зтом параметры двухфазного сост  ни  определ ютс  химсоставом каждо го металла, в первую очередь содеранием углерода. Содержание углерода в стали определ ет развитие двухфазной зоны в процессе кристаллизации . При этом увеличение содержани  углерода приводит к увеличению ширины двухфазной зоны на фронте кристаллизации каждой марки стали. Дл  повышени  качества соединени  фронтов кристаллизации двух сталей необходимо изменить расход каждой из них в зависимости от содержани  углерода. При зтом по вл етс  возможность измен ть величину зоны смешивани  двух металлов в зазоре между юбкой горизонтальной пластины и рабочими стенками кристаллизатора. Дл  более эффективного смешивани  металлов необходимо выполнить юбку конусной и определенной длины. Целью изобретени   вл етс  улучшение качества биметаллических слитков . Цель достигаетс  тем, что согласно способу непрерьшного лить  биметаллических слитков, включающему подачу различных металлов через погружные стаканы в кристаллизатор с образованием центральной и периферийной зон слитка и регулирование расходов обоих металлов, регулирование расходов металлов при поддержании их суммарного расхода посто нным осуществл ют в зависимости от изменени  суммарного содержани  углерода в обоих металлах, при зтом расход металла, образующего периферийную зону слитка, измен ют пр мо пропорционально изменению суммарного содержани  углерода , а расход металла, образующего центральную зону, измен ют обратно пропорционально этой величине. В устройстве дл  непрерывного лить  биметаллических слитков, содержащее кристаллизатор с установленной в нем с зазором чашеобразной перегородкой с боковыми стенками и погружные стаканы,, на одном из которых закреплена перегородка, наружна  поверхность стенок перегородки выполнена конусной книзу под углом 515 и длиной 0,05-0,3 длины кристаллизатора , при этом зазор между наружной поверхность стенок перегородки в верхней части и кристаллизатором составл ет 0,1-0,3 ширины его рабочей полости. Улучшение качества биметаллических слитков происходит вследствие достаточного развити  зоны двухфазного состо ни  металлов независимо от их хи.мсостава и содержани  углерода в каждом из металлов. При этом зона соединени  двух металлов имеет относительно большую толщину, соста которой  вл етс  смесью двух металлов . В результате не происходит рас слоение биметаллических слитков, сокращаетс  брак готовой металлопро дукции . Обратно пропорциональна  зависимость величины изменени  расхода ка дого из металлов в зависимости от суммарного содержани  углерода в каждом из металлов объ сн етс  зако номерност ми кристаллизации металлов . При увеличении содержани  в стали углерода увеличиваетс  ширина двухфазной зоны на фронте кристаллизации , что позвол ет снизить ве личину изменени  расхода ка одого из металлов при условии соблюдени  их хорошего сцеплени . Изменение расхо дов металлов проводитс  при изменении химсостава каждого из металлов по ходу непрерывной разливки биметаллических слитков. Выполнение наружной поверхности боковых стенок чашеобразной перегородки под углом 5-15° к вертикали объ сн етс  необходимостью изменени объема зоны смешивани  двух металлов посредством подъема и опускани  границы разделов металлов по высоте на длине юбки. При больших значени х образовываетс  относительно широка  зона смешанного участка из двух металлов, что приводит к ухудшению механических свойств биметаллического слитка. При меньших значени х не образовываетс  достаточно широка  зона двухфазного состо ни  двух металлов, что приводит к рассл ению биметаллических слитков. Указанный диапазон устанавливают в пр  мо пропорциональной зависимости от суммарного содержани  углерода в каждом из металлов. Диапазон длины стенок по перегородке в виде юбки в пределах 0,05 0,3 длины кристаллизатора объ сн ет с  услови ми смешивани  двух металлов . При больших значени х зона сме шанного состава двух металлов имеет большую величину, что ухудшает механические свойства биметаллическог слитка. При меньших значени х зона двухфазного состо ни  двух металлов недостаточна дл  создани  зоны смешанного состава необходимой величины , что приводит к расслоению биметаллического слитка. Указанный диапазон устанавливают в пр мо пропорциональной зависимости от суммарного содержани  углерода. Изменение величины зазора между стенками перегородки и стенками кристаллизатора в пределах 0,1-0,3 ширины рабочей полости кристаллизатора объ сн етс  услови ми протекани  металла через зазор между юбкой и фронтом кристаллизации слитка . При больших значени х происходит интенсивное перемешивание обоих металлов , что вызывает образование относительно большой зоны смешанного металла, следствием чего  вл етс  ухудшение механических свойств биметаллического слитка. При меньших значени х возможно соединение тела юбки с фронтом кристаллизации поверхностного сло  слитка. Указанный диапазон устанавливают в пр мо пропорциональной зависимости от суммарного содержани  углерода в обоих металлах. На чертеже изображено устройство дл  осуществлени  способа непрерывного лить  биметаллических слитков, продольный разрез. Устройство содержит промежуточный ковш 1 с перегородкой 2 и стопорами 3, в днище которого установлены удлиненные погружные стаканы 4 и 5, вход щие в рабочую полость кристаллизатора , образованную рабочими стенками 6, на стакане 5 закреплена чашеобразна  перегородка 7, на торцах которой выполнены стенки 9, жидкие металлы 10 и 11, оболочки слитка 12 и 13, зона смешивани  металлов 14. Способ непрерывного лить  биметалических .слитков заключаетс  в слеующем . Пример 1. В процессе непрерывной разливки в одну половину промежуточного ковша 1 с перегородкой 2 аливают сталь марки ст. 5с содеранием углерода 0,3%, а в другую поовину подают сталь марки ст. 1с соержанием углерода 0,1%. Расход меалла из половин промежуточного кова 1 регулируют при помощи стопоров . Из промежуточного ковша 1 металл 10 поступает в кристаллизатор по удлиненному стакану 4 под уровень металла . Металл 11 поступает в кристал лизатор по удлиненному стакану 5, на конце которого расположена чашеоб разна  огнеупорна  перегородка 7 с торцами 8, по периметру которых выполнены стенки 9, образующие юбку. Сечение рабочей полости кристаллизатора , образованное рабочими стенками 6, 300x2000 мм, длина кристаллизатора 1,0 м, рассто ние от верхнего тор ца кристаллизатора до уровн  металла 10 100 мм,рассто ние от уровн  металла 10 в кристаллизаторе до поверхности чашеобразной перегородки 7 300 мм. При суммарном количестве углерода в металле 10 и 11 0,4% устанавливают следующие параметры огнеупорной перегородки 7: угол наклона стенок 5 длина стенок составл ет 0,05 длины кристаллизатора или 50 мм, зазор по периметру между торцами 8 перегород ки 7 и рабочими стенками 6 кристаллизатора - 0,1 ширины рабочей полос кристаллизатора или 30 мм. В процессе непрерывной разливки из кристаллизатора выт гивают биметаллический слиток сечением 300 х X 2000 мм со скоростью 0,6 м/мин. Суммарный расход металла 10 и 11 из промежуточного ковша 1 2,52 т/мин. Биметаллический слиток состоит из периферийной зоны из стали марки ст. 5 и центральной зоны из стали марки ст. 1. Толщина периферийной зоны 50 мм. Весовой расход металла 10 0,92 т/мин, металла 11 1,6 т/мин Указанные расходы металлов 10 и 11 вьщержива:от посто нными в процессе непрерывной разливки. .Однако в тече ние разливки периодически провод т экспресс-анализ химсостава металлов в промежуточном ковше и определ ют суммарное количество в них углерода Содержание углерода может измен тьс от плавкик плавке при разливке одних и тех же марок стали, а также вследствие изменени  химсостава по высоте сталеразливочного ковша. При уменьшении суммарного количества углерода в обоих металлах с 0,4 до 0,2 или на 0,2% уменьшаетс  ширина двухфазной зоны на фронте кристаллизации оболочек слитка 12 и 13, что приводит к уменьшению зоны двухфазного смешанного состо ни  об их металлов 10 и 11, Дл  компенсаци уменьшени  ширины двухфазной зоны на фронте кристаллизации оболочек слитка 12 и 13 увеличивают объем зоны двухфазного смешанного состо ни  обоих металлов 10 и 11 посредством подъема границы их раздела в зоне 14 смешени  вдоль длины стенок 9 на перегородке 7. Дл  этого уменьшают расход металла 10 на 0,2% или на 0,0018 т/мин устанавливают расход металла 10 равным 0,918 т/мин. В то же врем  увеличивают расход металла 11 на ту же величину или на 0,0018 т/мин и устанавливают расход металла 11 равным 1,602 т/мин. При зтом суммарный расход металла 10 и 11 оставл ют неизменным и равным 2,52 т/мин. При увеличении суммарного количества углерода в обоих металлах 10 и 11 с 0,4 до 0,6% или на 0,2% увеличиваетс  ширина двухфазной зоны на фронте кристаллизации оболочек слитка 12 и 13, что приводит к увеличению зоны двухфазного смешанного состо ни  обоих металлов 10 и 11. Дл  компенсации увеличени  ширины двухфазной зоны на фронте кристаллизации оболочек слитка 12 и 13 уменьшают объем зоны двухфазного смешанного состо ни  обоих металлов 10 и 11 посредством опускани  границы из раздела в зоне 14 смешивани  вдоль длины стенок 9 на перегородке 7. Дл  этого увеличивают расход металла 10 на 0,2% или на 0,0018 м/мин и устанавливают расход металла 10 равным 0,922 т/мин. В то же врем  уменьшают расход металла 11 на ту же величину или на 0,0018 т/мин и устанавливают расход металла 11 равным 1,599 т/мин. При этом суммарный расход металла 10 и 11 оставл ют неизменным и равным 2,52 т/мин. При такой организации и параметрах подвода различных металлов в кристаллизатор развитие зоны двухфазного смешанного состо ни  металлов обеспечивает прочное и надежное соединение оболочек биметаллического слитка, исключающее его расслой при дальнейшей прокатке. . Пример 2, В процессе непрерывной разливки в одну половину промежуточного ковша 1 с перегородкой 2 заливают сталь марки 60Г с содержанием углерода 0.,6%, а в другую по7

Левину подают сталь марки ст. 5 с содержанием углерода 0,3%.

Сечение рабочей полости кристаллизатора 300x2000 мм. Остальные параметры кристаллизатора и процесса разливки те же, что и в примере 1.

При суммарном количестве углерода в обоих металлах 10 и 11 0,9% устанавливают следующие параметры о-т

неупорНОИ перегородки 7: угол наклона стенок 9 - 10, длина стенок составл ет 0,2 длины кристаллизатора или 200 мм, а зазор по периметру между торцами 8 перегородки 7 и рабочими стенками 6 кристаллизатора 0 ,2 ширины рабочей полости кристаллизатора или 60 мм.

В процессе непрерывной разливки из кристаллизатора выт гивают биметаллический слиток сечение 300 х 2000 мм со скоростью 0,6 м/мин. Суммарньш расход металла 10 и 11 из промежуточного ковша 1 2,52 т/мин. Биметаллический слиток состоит из периферийной зоны из стали марки 60 Г и центральной зоны из стали марки Ст. 5. Толщина периферийной зоны 50 мм. Весовой расход металла

100,92 т/мин, металла 11 1,6 т/мин

В процессе разливки суммарное ко личество углерода в обоих металлах уменьшаетс  с 0,9 до 0,5% или на 0,4%. При этом увеличивают объем зоны двухфазного смешанного состо ни  обоих металлов 10 и 11 посредством подъема границы их раздела в зоне 14 смешивани  вдоль длины стенок 9 на перегородке 7. Дл  этого уменьшают расход металла 10 на 0,4% или на 0,0036 т/мин и устанавливают расход металла 10 равным 0,91 т/мин. В то же врем  увеличивают расход металла

11на ту же величину или на 0,0036 т/мин и устанавливают расход металла 11 равным 1,603 т/мин. При зтом суммарный расход металла 10 и

11 оставл ют неизменным.

При увеличении суммарного количества углерода в обоих металлах 10 и 11 с 0,9 до 1,3% или на 0,4% увеличиваетс  ширина двухфазной зоны на фронте кристаллизации оболочек слитка 12 и 13, что приводит к увеличению зоны двухфазного смешанного состо ни  обоих металлов 10 и 11. В этом случае увеличивают расход металла 10 на 0,4% или на 0,0036 т/мин и ус та ria вливают расход металла 10

6358

равным 0,924 т/мин. В то же врем  уменьшают расход металла 11 на ту ж величину или на 0,0036 т/мин и устанавливают расход металла 11 равным 1,596 т/мик. При этом суммарный расход металла 10 и 11 оставл ют неизменным .

При такой организащ1и и параметрах подвода различных металлов в кристаллизатор развитие зоны двухфазного смешанного состо ни  металлов обеспечивает прочное и надежное соединение оболочек биметаллического слитк а, исключающее его расслой при дальнейшей прокатке.

Пример 3. В процессе непрерывной разливки .в одну половину промежуточного ковша 1 с перегородкой 2 заливают сталь марки VI3A с содержанием углерода 1,3%, а в другую половину подают сталь марки 60Н с содержанием углерода 0,6%.

Сечение рабочей полости кристаллизатора 300x2000 мм. Остальные параметры кристаллизатора и процесса разливки те же, что и в примере 1.

При суммарном количестве углерода в металле 10 и 11 1,9% устанавливают следующие параметры огнеупорной перегородки 7: угол наклона стенок 15, длина стенок составл ет 0,3 длины кристаллизатора или 300 мм, а зазор по периметру между торцами 8 перегородки 7 и рабочими стенками кристаллизатора - 0,3 ширины рабочей полости кристаллизатора или 90, мм. В процессе непрерывной разливки из кристаллизатора выт гивают биметаллический слиток сечением 300 х X 2000 мм со скоростью 0,6 м/мин. Суммарный расход металла 10 и 11 из промежуточного ковша 1 2,52 т/мин. Биметаллический слиток состоит из периферийной зоны из стали VI3A и центральной зоны из стали марки 60Г. Толщина периферийной зоны 50 мм. Весовой расход металла 10 0,92 т/мин, металла 11 1,6 т/мин.

В процессе разливки суммарное количество углерода в обоих металлах уменьшаетс  с 1,9 до 1,3% или на 0,6%. В этом случае увеличивают объем зоны двухфазного смешанного состо ни  обоих металлов 10 и 11 посредством подъема границы их раздела в зоне 14 смешивани  вдоль длины стенок 9 на перегородке 7. Дл  этого уменьшают расход металла 10 на 0,6%

Claims (2)

1. Способ непрерывного литья биметаллических слитков, включающий подачу различных металлов через погружные стаканы в кристаллизатор с образованием центральной и периферийной зон слитка и регулирование расходов обоих металлов, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества биметаллических слитков, регулирование расходов металлов при поддержании их суммарного расхода постоянным осуществляют в зависимости от изменения суммарного содержания углерода в обоих металлах, при этом расход металла, образующего периферийную зону слитка, изменяют прямопропорционально изменению суммарного содержания углерода, а расход металла, образующего центральную зону, изменяют обратно пропорционально этой величине.

2. Устройство для непрерывного литья биметаллических слитков, содержащее кристаллизатор с установленной в нем с зазором чашеобразной перегородкой с боковыми стенками и погружные стаканы, на одном из которых закреплена перегородка, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества биметаллических слитков, наружная поверхность стенок перегородки выполнена конусной книзу под углом 5-15°и длиной 0,05-0,3 длины ; кристаллизатора,при этом зазор между наружной поверхностью стенок перегородки в верхней части и кристаллизатором составляет 0,1-0,3 ширины его рабочей полости.