СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК
METHOD OF PRODUCING CONTINUOUSLY-CAST STEEL BILLETS

Изобретение относится к области металлургии, в частности к непрерывному литью заготовок с мягким обжатием в твердожидком состоянии посредством пар роликов.
Известен способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный и далее в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки с заданной скоростью, охлаждением ее в зоне вторичного охлаждения с обжатием заготовки в твердожидком состоянии роликами. При этом скорость вытягивания по отношению к разливке без обжатия увеличивается, а обжатие осуществляют парами роликов в тянуще-обжимной клети, при этом определяют температуру поверхности и протяженность жидкой фазы заготовки, а давление в гидроцилиндрах для каждой пары роликов тянуще-обжимной клети устанавливают в зависимости от скорости вытягивания, температуры поверхности заготовки и марки разливаемой стали (RU 2226138, B22D 11/12).
Недостатком этого способа является невозможность достижения необходимой скорости обжатия отливаемой заготовки из-за короткой протяженности зоны "мягкого обжатия" в тянущей клети на 4 парах роликов. Кроме того, указанный способ ориентирован на конкретную МНЛЗ и узкий скоростной диапазон разливки, что существенно ограничивает область его применения.
Наиболее близким по технической сущности и выбранный в качестве прототипа является способ непрерывного литья заготовок, включающий подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный и далее в кристаллизатор, вытягивание из него заготовки, охлаждение в зоне вторичного охлаждения, мягкое обжатие в твердожидком состоянии посредством пар роликов, при этом обжатие заготовки в каждой паре роликов осуществляют по зависимости
SR
1
2
SR
L
L
ΔU=kkΔν при относительном содержании жидкой фазы f в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,25≤f≤0,75,
1
где k=1,5-5,5 - коэффициент, учитывающий поперечное деформирование материала в двухфазной зоне при обжатии и зависящий от относительного содержания жидкой фазы в центральной зоне заготовки;
2
k=2,2-4,1 - коэффициент, учитывающий деформирование затвердевшей корочки заготовки и зависящий от отношения размера двухфазной зоны в соответствующей роликовой паре к толщине заготовки;
SR
Δν - полная усадка заготовки при затвердевании металла в соответствующей роликовой паре, мм (RU 2269395, B22D 11/12).
Недостатком этого способа является то, что мягкое обжатие заготовки на всем протяжении эффективного интервала обжатия осуществляется с одинаковой интенсивностью, что приведет к образованию внутренних трещин или образованию в центральной зоне рыхлости и химической неоднородности, что ухудшит качество непрерывнолитой заготовки.
Технический результат от использования данного изобретения заключается в повышения качества непрерывнолитой заготовки.
L
L
L
L
Указанный технический эффект достигается тем, что в способе непрерывного литья заготовок, включающем подачу металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш и далее в кристаллизатор, вытягивание из кристаллизатора заготовки, охлаждение в зоне вторичного охлаждения, мягкое обжатие заготовки в твердожидком состоянии посредством пар роликов, согласно изобретению мягкое обжатие заготовки на участке с относительным содержанием жидкой фазы f в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,1≤f≤0,5 производят со скоростью 1,26-1,65 мм/мин, а на участке с относительным содержанием жидкой фазы f в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,5<f≤0,9 производят со скоростью 0,5-1,25 мм/мин.
Сущность предлагаемого способа организации режима "мягкого обжатия" при непрерывной разливке слябовых заготовок заключается в создании необходимого ферростатического давления на фронте кристаллизации, позволяющего эффективно произвести заполнение образовывающихся усадочных пустот (пор) жидким расплавом на участке заключительной кристаллизации заготовки.
L
L
Диапазон скорости обжатия заготовки 1,26-1,65 мм/мин на участке с относительным содержанием жидкой фазы f в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,1≤f≤0,5 объясняется гидродинамическими процессами, протекающими в двухфазной зоне, и ее проницаемостью. При скорости обжатия менее 1,26 мм/мин не будет обеспечена необходимая интенсивность сближения фронтов кристаллизации для создания давления в двухфазной зоне, позволяющего преодолеть сопротивление со стороны кристаллической структуры, в следствии чего будет увеличиваться концентрация пор, что ухудшит качество макроструктуры заготовки. При скорости обжатия более 1,65 мм/мин из-за возникновения пластических деформаций на поверхности заготовки будут образовываться трещины, что ухудшит качество поверхности заготовки.
L
L
Диапазон скорости обжатия заготовки 0,50-1,25 мм/мин на участке с относительным содержанием жидкой фазы f в двухфазной зоне в центре заготовки в пределах 0,5<f≤0,9 объясняется гидродинамическими процессами, протекающими в двухфазной зоне, ее проницаемостью и пластичностью. При скорости обжатия менее 0,50 мм/мин не будет обеспечена необходимая интенсивность сближения фронтов кристаллизации для создания давления в двухфазной зоне, позволяющего преодолеть сопротивление со стороны кристаллической структуры, вследствие чего будет увеличиваться концентрация пор, что ухудшит качество макроструктуры заготовки. При скорости обжатия более 1,25 мм/мин из-за возникновения пластических деформаций на фронте кристаллизации будут образовываться внутренние трещины, что ухудшит качество макроструктуры заготовки.
Заявляемый способ непрерывного литья заготовок был опробован при разливке стали на одноручьевой слябовой МНЛЗ криволинейного типа. В процессе непрерывного литья заготовок толщиной 300 мм из стали марки К60 со скоростью вытягивания 0,8 м/мин на горизонтальном участке роликового полотна в двух сегментах, состоящих из семи пар роликов каждый, производили мягкое обжатие заготовки.
Результаты использования предлагаемого изобретения на Магнитогорском металлургическом комбинате и отличающегося от заявляемого способа непрерывного литья заготовок приведены в таблице.
Из таблицы видно, что результат использования предлагаемого изобретения на Магнитогорском металлургическом комбинате позволил получать слябы с минимальной степенью развития дефектов «осевая рыхлость» и «трещины, перпендикулярные граням» и отсутствием дефектов.
Таблица
Результаты оценки качества макроструктуры при разливке с различной скоростью мягкого обжатия
Режим мягкого обжатия
Скорость обжатия в выбранных динамической моделью сегментах, мм/мин
Количество темплетов, со степенью развития дефектов не более 1 балла, %
Количество слябов с поверхностными дефектами, %
1 сегмент (0,5<f<sub>L</sub>≤0,9)
2 сегмент (0,1<f<sub>L</sub>≤0,5)
«Осевая рыхлость»
«Трещины перпендикулярные граням»
Заявляемый способ непрерывного литья заготовок
0,500
1,260
40
90
0
0,875
1,455
54
85
0
1,250
1,625
30
60
0
Отличающийся от заявленного способа
0,47
1,0
11
92
0
0,45
1,7
7
33
7
1,30
1,1
0
36
11
1,30
1,7
0
28
20