НАУКА, ТЕХНИКА, ПРОИЗВОДСТВО 33
о о
ем
"" 1Л
U
УДК 621.746.047.001.57 £
СНИЖЕНИЕ ДЕФЕКТОВ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ СЛИТКОВ С ПОМОЩЬЮ ВСТАВОК-ВИХРЕГАСИТЕЛЕЙ В ПРОМЕЖУТОЧНОМ КОВШЕ УНРС
© A.B. Куклев, В.В. Тиняков, Ю.М. Айзин, В.Н. Гущин, В.А. Ульянов
ООО "Корад", Нижегородский государственный технический университет
Одним из основных потребителей холодно-катанного листа является автомобилестроение. В связи с изменением конструкции и дизайна несущего кузова легкового автомобиля, изменения технологий его производства и нанесения различных покрытий непрерывно повышаются требования к качеству поверхности и прочности автомобильного листа. Однако при его производстве не удается полностью избежать дефектов, появление которых носит случайный характер.
Изучение дефектов автолиста показало, что значительная их часть связана со шлаковыми включениями -крупными, многофазными, состоящими из алюмосиликатов и шпинелей, силикатных стекол, корунда. Часть этих включений является эмульгированным шлаком из промежуточного ковша. Применение в промежуточном ковше полнопрофильных перегородок с отверстиями, оси которых направлены под определенным углом к поверхности металла, уменьшает загрязненность стали такими включениями, но полностью эту проблему не решает. Установлено, что затягивание шлака в придонную область промковша увеличивается при повышении скорости вытягивания сляба и несси-митричном подводе в этот ковш металла из сталераз-ливочного ковша (из-за несимметричности распределения динамического давления перед отверстиями в перегородках).
Изучение гидропотоков на холодной модели 50-т промежуточного ковша, снабженного полнопрофильными перегородками с отверстиями, показало, что при определенной скорости подвода на поверхности металла образуются вихревые воронки. Они представляют собой вихревые потоки, возникающие вблизи разливочного отверстия и имеющие форму конуса с вершиной, направленной ко дну ковша. Образующиеся быстровращающиеся воронки (скорость вращения в них достигает скорости истечения расплава из защит-
ЕЙ
о о "1 °г
' III
ной трубы и даже превышает ее) активно затягивают шлаковый покров с мениска, дробят его на мелкие фракции, перемещая их в нижние слои жидкой ванны. Значительная (до 10%) часть шлаковых включений попадает через пропускные отверстия полнопрофильных перегородок в разливочные отсеки (в большей степени, в ближний к защитной трубе разливочный отсек).
Максимальная глубина проникновения вихреоб-разных конусов в жидкую ванну приведена в таблице.
Для гашения вих-
■ А-А
рей разработаны специальные вставки -вихрегасител и, расположенные в месте подвода металла (рис. 1). Применение промежуточного ковша с перегородками и вставками-вихрега-сителями по сравнению с промежуточным ковшом, оборудованным только перегородками, позволяет увеличить на 5-10% развитие придонных гидропотоков, уменьшить на 17-25% скорость гидропотоков на мениске и исключить оголение мениска в центральном отсеке, снизить высоту (глубину проникновения) конусообразных вихревых потоков (см. таблицу). Распределение гидропотоков в промежуточном ковше с перегородками без вставок-вихрегасителейи со вставками приведено на рис. 2.
Для промышленных испытаний из огнеупорного высокоглиноземистого бетона были изготовлены изделия, состоящие из двух вставок-вихрегасителей, соединенных фрагментом днища ковша. Два изделия закрепляли в днище промежуточного ковша, изготовлен-
Рис. 1. Расположение вставок-вих-регасителей в промежуточном ковше: 1 - вставка-вихрегаситель;
2 — полнопрофильная перегородка;
3 - защитная труба; 4, 5- приемный и разливочный отсеки промежуточного ковша соответственно
Глубина проникновения вихреобразных конусов в промежуточном ковше со вставками и без них
Скорость Скорость истечения Глубина проникновения вихреобразных конусов, мм, при заглублении защитной трубы, мм
вытягивания расплава из погружной 100 150 200 250 300
заготовок, м/мин трубы, м/с
0,2 0,27 -/40-60* -/30-50 -/10-20 - -
0,4 0,52 (20-40)/(90-100) (10-15)/(0-80) -/50-60 -/30-40 -
0,7 0,95 (60-80)/(140-180) (40-50)/(120-140) (20-40)/( 110-120) (10-15)/(90-100) -/80-90
1,2 1,64 (100-120)/(320-340) (80-901/(280-300) (50-60)/(250-270) (30-40)/(200-220) (15-251/(160-170)
* В числителе и знаменателе - соответственно для промковшей с полнопрофильными перегородками и вставками-вихрегасителями и только с полнопрофильными
перегородками.
34 | НАУКА, ТЕХНИКА, ПРОИЗВОДСТВО
.....
>.
К К в! t-ы 2
r-.ocv'o
Cjgkг4
- Оа '-> ■ у-
Рис. 2. Распространение гидропотоков в центральном вертикальном сечении промковша и на поверхности расплава в пром-ковше только с полнопрофильными перегородками (а) и оборудованном дополнительно вставками-вихрегасителями (б)
ного из магнезитовой торкет-массы, в районе расположения защитной трубы. Ковш оборудовали также полнопрофильными перегородками с пятью отверстиями диам. 100 мм и углом наклона их осей 20 град, к поверхности металла. Такой промежуточный ковш использовали при непрерывной разливке стали 08Ю на УНРС криволинейного типа ОАО "Северсталь". Скорость вытягивания сляба составляла 0,8-1,2 м/мин.
Сравнили формирование потоков металла в промежуточном ковше без вставок и со вставками. В промежуточном ковше без вставок наблюдали периодически появляющиеся вихревые воронки и неспокойную поверхность расплава с разрывом шлакового покрова и
0,5 балла
1 балл
1,5 балла
2 балла
Рис. 3. Пораженность "точечной неоднородностью" слитков, разлитых через промежуточный ковш без вставок (О) и со вставками (Я)
оголением зеркала металла. В промежуточном ковше со вставками поверхность расплава была спокойной, без образования вихревых воронок и нарушения шлакового покрова.
В результате при разливке металла через промежуточный ковш со вставками снизились: пораженность заготовки дефектом "точечная неоднородность" (рис. 3), на 21% зачистка слябов и на 32,5% отсортировка холоднокатанного листа по металлургическим дефектам.
Таким образом, разработана, проверена на холодной модели и испытана в промышленных условиях конструкция промежуточного ковша с полнопрофильными перегородками, имеющими пять отверстий, и специальными вставками-вихрегасителями. Вставки предложенной конструкции значительно снижают вероятность образования вихревых потоков металла, уменьшают затягивание в металл шлаковых включений, что способствует улучшению качества холоднокатаного автол и ста.
ВЫСТАВКА-КОНФЕРЕНЦИЯ
4-я специализированная выставка-квнференция
МЕТАЛЛУРГИЯ
ЛИГ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
Конференция:
"Перспективы развития малого и среднего предпринимательства в сфере металлургической промышленности"
21-24 сентября
Екатеринбург, ул.Громова,145
Сырье, металлы, металлообработка, оборудование и станки, производство труб, проволоки и проката. Сварка, технологии восстановления деталей
Организатор: Официальная подцерх.а
тел.: 343/3493017,3493027 L /\ |
e-mail: uralexpo@mail.ur.ru у рал ЭКСПОЦЕНТР
www.uralexp0.ur.ru Евро-Азиатский Выставочный Холдинг
§=ш
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.