SU952419A1 - Способ охлаждени непрерывнолитых слитков - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЛИ-ЮХ СЛИТКОВ

Изобретение относитс  к металлур- гии, конкретнее к непрерывной разливке металлов и последующему охлаждению отлитых слитков.

Известен способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла в кристаллизатор, выт гивание из него слитка, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичного охлаждени  водой, разбрызгиваемой форсунками, резку слитков и последующее охлаждение отрезанных слитков водой. При этом выход щие из установки непрерывной разливк-и метсшлов слитки охлсшдают водой, разбрызгиваемой форсунками, установленными сверху и снизу по отношению к широким гран м слитка. При этом слиток располагают горизонтально на рольганге и охлаждают по всему сечению с 900 до 10Р°С, который в процессе охлаждени  передвигают по . рольгангу 1.

Недостатком данного способа  вл етс  низкое качество поверхности непрерыБнолитых слитков после охлаждени  на рольганге при помощи вод ных форсунок. Это объ сн етс  тем, что при водофорсуночном охлаждении происходит дискретный теплоотвод от локальных участков поверхности слитка. Основной причиной этого  вл етс  неравномерный характер распределени  воды по полю орошени  каждого факела вод ной форсунки . В результате этого происходит местное переохлаждение или перегрев поверхностей слитка, что способствует образованию внутренних и наруж10 ных трещин вследствие возникновени  термических напр жений, превосход щих допустимые значени . Кроме того, охлаждение непрерывнолитых слитков в потоке на рольганге в

15 процессе их движени  с необходимой дл  охлаждени  скоростью не обеспечивает необходимую производительность прокатных станов.

Охлаждение непрерывнолитых слит20 ков при помощи орошени  водой из форсунок приводит к интенсивному парообразованию, что требует применени  мощных вентил ционных установок , чрезмерного увеличени  энерго25 потреблени  эксплуатируемых и сооружаемых установок непрерывной разливки стали.

Орошение противоположных граней слитка сверху и снизу водой, раз30 брызгиваемой из форсунок, приводит

К неравномерному охлаждению слитка и его короблению, так как коэффициенты теплоотдачи на верхней и ниж ней гран х различны вследствие различной кинетики парообразовани .

Исследовани ми установлено, что дл  повышени  качества поверхности непрерывнолитых слитков и создани  оптимальных условий их охлаждени  необходимо слитки опускать в ванну с проточной водой на торец.

Из металлургической практики известны попытки ускоренного охлаждени  непрерывнолитнх слитков методом погружени  в еанну с водой, например ускоренное охлаждение сл ов из алюмини  в вертикальном полоении 2 .

Однако перенос известного спосоа на охлаждение сл бов из стали , риводит к их короблению и образоваию на поверхности трещин, что приодит .к браку слитков. Это объ сн тс  малой теплопроводностью стали, что вызывает рост термических нар жений свыше допустимых предеов . ; .

Целью изобретени   вл етс  исключение образовани  трещин на поверхности .сл бов и их короблени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу охлаждени  нерерывнолитых слитков, включающему подачу металла в кристаллизатор, выт гивание из него слитка, охлаждение поверхности слитка в зоне вторичного охлаждени  водой, разбрызгиваемой форсунками, резку слитков, а также последующее охлаждение отрезанных слитков методом погружени  в проточную воду в вертикальном положении , сл бы погружают на глуби- . ну, равную 1,5-2,5 их толщины, при этом рассто ние между гран ми слитков выдерживают равным 0,8-1,6 толщины слитка, воду подают вдоль большой оси слитков с удельным расходом 2,0-6,0 .т со скоростью относительно граней слитков 0,6-2,0 м/с, а перепад температуры воды на входе и выходе из ванны выдерживают равным 10-60 0.

Улучшение качества поверхности непрерывнолитых слитков будет происходить потому, что широкие грани слитков будут находитьс  в одинаковых теплотехнических услови х, на гран х слитка отсутствуют локальные переохлажденные и перегретые участки, скорость воды обеспечивает необходимые значени  коэффициента теплоотдачи/ вследствие чего значени  термических напр жений станов тс  меньше допустимых значений, услови  охлаждени  обеспечивают надежное отслаивание окалины. Кроме того, глубина погружени  слитка устран ет парообразование над поверхностью воды в ванне, так как образующиес  пузырьки пара в процессе всплыти  охлаждаютс  и исчезают за счет его конденсации, в результате такого режима охлаждени  сл б выходит из воды чистым от окалины, удобным дл  визуального осмотра, свободным от поверхностных и внутренних трещин.

Диапазон глубин погружени  верхнего торца слитка на 1,5-2,5 его толщины вызван услови ми отсутстви  парообразовани . При меньшей глубине погружени , чем 1,5 толщины слитка , будет происходить паровыделение над поверхностью воды. Установление большей глубины, чем 2,5 его толщины, не имеет смысла с точки зрени  паровыделени  и ведет к излишнему расходу-воды. Диапазон глубин погружени  устанавливают в пр мопропорциональной зависимости от толщины слитка.

Диапазон рассто ний между гран ми погруженных в воду . Слитков в пределах 0,8-1,6 толщины слитка объ сн етс  услови ми теплообмена воды в межслитковом пространстве. При меньшем рассто нии вследствие взаимного вли ни  нагретых граней слитков происходит недостаточное их охлаждение и происходит снижение значений коэффициентов теплоотдачи. При большем рассто нии увеличиваютс  габариты ванны и расход воды без увеличени  интенсивностиохлаждени  и качества слитков.

Диапазон изменени  удельных расходов воды в пределах 2,0-6,0 объ сн етс  услови ми теплоотвода от непрерывнолитых слитков. При меньшем расходе увеличиваетс  врем  охлаждени  слитков, снижаетс  производительность установки дл  охлаждени , слитков ,. увеличиваетс  перегрев воды и паровыделёние. При большем расходе увеличиваетс  интенсивность охлаждени  слитков сверх допустимьгх пределов, увеличиваетс  расход воды без дальнейшего улучшени  качества слитков.

Диапазон изменени  значений скорости воды относительно слитков в пределах 0,6-2,0 м/с объ сн етс  услови ми отслаивани  Ькалины от слитков. При меньших значени х кинетической энергии струй воды недостаточно дл  надежного смыва окалины с поверхности слитков. При больших значени х скорости движени  воды происходит интенсивное охлаждение непрерывнолитых слитков с образованием трещин и увеличиваетс  расход воды без дальнейшего улучшени  качества слитков.

Диапазон значений перепада температуры в пределах объ сн етс  услови ми выпадени  солей.

растворенных в охлаждающей воде. При меньших значени х увеличиваетс  расход воды. При больших значени х происходит выделение солей, растворенных в воде, что приводит к ускоренному износу питающих ванну гидравлических насосов. Количесво растворенных солей определ ет величину перегрева воды и находитс  в обратно.; пропорциональной зависимости от этого количества.

Способ непрерывной разливки металлов осуществл етс  следующим образом.

Пример, в процессе непрерывной разливки в кристаллизатор сечением 250-1800 мм заливают стал марки 3 СП и выт гивают из него слиток со скоростью 0,8 м/мин. в зоне вторичного охлаждени  слиток охлаждают водой, разбрызгиваемой форсунками, в конце зоны вторичног охлаждени  слиток разрезают на сл бы длиной 10,0 м. После резки слитки кантователем погружают на больший торец в ванну с проточной ВОДС5Й, В ванну погружают одновременно 10 сл бов . Вес каждого сл ба 34 т. Каждый сл б погружают в воду так, что слой воды над верхним торцом составл ет 2 толщины слитка или 500 ММ . Сл бы устанавливают на4рассто нии 1,2 толщины слитка или 0,3м между их широкими гран  ми. Воду пбдают вдоль большей оси сл бов с удельным расходом 4,0 MV4-T. Общий расход воды составл ет 34X10X4 1360 MV4. Скорость течени  воды межз4У- сл бами выдёрх ивают равной 1,3 м/с посредством измерени  скорости ее течени специальными приборами. На входе в ванну вода имеет температуру 20 На выходе из ванны измер ют температуру воды посредством термометров , .выдержива  ее равной . При отклонении значений скорости течени  воды и ее температуры от номинального значени  измен ют расходы воды в ту или иную сторону до 10%. При этих услови х обеспе (чиваетс  снижение температуры поверхности сл бов от при посаде в ванну до в течение 45 мин.,

Л р и м е р 2. При охлаждении сл бов толщиной 200 мм и шириной 1800 мм их погружают на глубину 1,5 толщины сл ба или 300 мм. В ванну погружают .одновременно 10 . сл бов весом 27,5 т каждый. Сл бы устанавливают на рассто нии 0,8 толщины слитка или 0,16 м между их широкими гран ми.Воду подают вдоль большой оси сл бов с удельным расходом 2,0 . Общий расход воды составл ет 27,5x10x2

550 . Скорость течени  воды ежду сл бами выдерживают равной О,6 м/с посредством измерени  скорости ее течени  специальными приборами . На входе в ванну вода имеет температуру 20с. На выходе из ванны измер ют температуру воды посредством термометров, выдержива  ее равной 80с, При .отклонении зна чений скорости течени  воды и ее .

10 температуры от номинального значени  измер ют расходы воды в ту : или иную сторону до 10%. При эти услови х обеспечиваетс  снижение температуры поверхности сл бов от

5 1000°С до 70°С в течение 35 мин. Примерз. При охлаждении сл бов толщиной 300 мм и шириной 1800 мм их погружают на глубину 2,5 толщины сл ба или 750 мм от

0 верхнего торца слитка. В ванну погружают одновременно 10 сл бов весом 41,3 т каждый. Сл бы устанавливают на рассто нии 1,6 толщины слитка или 0/48 м между их широкими гран ми. Воду подают вдоль большой оси сл бов с удельным расходом 6,0 MV сл ба. Общий расход воды составл ет 41, 2480 . Скорость течени  воды между сл бами

выдерживают равной 2,0 м/с посред0 ством измерени  скорости ее течени  специальныи1и приборами. На входе в ванну вода имеет температуру 20°С. На выходе из ванны измер ют .

. температуру воды посредством термометров , выдержива  ее равной . При отклонении значений скорости течени  воды и ее температуры от нос минального значени  измен ют- расходы вода в ту или иную сторону до

0 10%. При этих услови х обеспечиваетс  снижение температуры поверхности сл бов от 1000°С до 30°С в течение 60 мин.

5 Применение предлагаемого способа предпочтительно дл  ускоренного охлаждени  непрерывнолитых слитков пр моугольного поперечного сечени  или сл бов. В результате охлаждени 

П сл бов по предлагаемому способу устран ютс  на гран х, отдельные локальные неравномерно охлажденные участки , обеспечиваютс  необходимые значени . коэффициентов теплоотдачи по периметру сл бов, снижаютс  значеВИЯ термических напр жений и вместе с ними количество поверхностных и . внутренних трещин, обеспечиваетс  надежное удаление окалины с поверхности сл бов и отсутствие парообразо0 вани  на поверхности воды в ванне. Кроме того, на, охлажденных сл бах отсутствует окалина, что способствует надежному контролю качества поверхности сл бов без применени  огневой зачистки.

В результате применени  предпагаембго способа сокращаетс  брак i слитков по трещинам на 0,1%| уменьшаетс  количество обреэи на ,15%. Экономический эффект при производст ве 400 тыс. т слитков в год составит 47800 ру б/год/(стоимость 1 т брака слитков 47,8 руб/т).

Claims (2)

1.Патент Японии № 53-7373, кл. И В 091.1, 1976.

2.Германн Э. Непрерывное литье. М., 1961, с. 548.