PL181646B1 - Sposób i urzadzenie do wytwarzania tasm ze stali do przeróbki plastycznej PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 Sposób wytwarzania tasm y ze stali do przeróbki plastycznej, w któ- rym doprowadza sie plynna stal z kadzi wstepnej do atmosferycznej pierwszej komory prózniowej kadzi, a nastepnie przewodem laczacym przeprowadza sie plynna stal z pierwszej komory do drugiej komory prózniowej kadzi regu- lujac jej przeplyw za pom oca zespolu zaworowego, przy czym w drugiej ko- morze utrzymuje sie niskie cisnienie, po czym transportuje sie stal z drugiej komory prózniowej kadzi przez znajdujacy sie w niej otw ór w ylotow y do kry- stalizatora, do ciaglego odlewania i ksztaltuje sie z plynnej stali plaskie kesi- sko o grubosci ponizej 150 m m , które nastepnie ujednorodnia sie w piecu ujednorodniajacym i w alcuje w temperaturze wystepowania austenitu z w y- korzystaniem ciepla odlanego kesiska do uzyskania posredniego kesiska plaskiego, a w razie potrzeby chlodzi sie posrednio kesisko plaskie do tem pe- ratury, w której znaczaca czesc stali przeksztalca sie w ferryt i nastepnie wal- cuje sie kesisko plaskie do postaci tasmy w temperaturze w ystepowania austenitu albo ferrytu, znam ienny tym , ze do plynnej stali (12) doprowadza sie gaz oczyszczajacy po opuszczeniu przez plynna stal kadzi wstepnej (13) i pierwszej komory (7) kadzi prózmowej (1), a przed wprowadzeniem jej do drugiej komory (3) kadzi prózniowej (1) 7 Urzadzenie do w ytw arzania tasm ze stali do przeróbki plastycznej, za- wierajace zespól do odlewania skladajacy sie z kadzi wstepnej i polaczonej z nia kadzi prózniowej z atm osferyczna pierw sza kom ora i prózniow a druga ko- m ora polaczonych przewodem laczacym z zespolem zaworowym regu- lujacym przeplyw plynnej stali, oraz zawierajace usytuowane kolejno za soba piec ujednorodniajacy, co najmniej jedna walcarke, co najmniej jeden zespól chlodzacy, zwijarke do zw ijania tasmy, znam ienne tym , ze pomiedzy pierwsza kom ora (7) kadzi prózniowej i druga kom ora (3) kadzi prózniowej (1) zespolu do odlewania, w sasiedztwie zespolu zaworowego przewodu laczacego (6), a korzystnie w nim, jest umieszczony zespól oczyszczajacy do doprowadzania gazu oczyszczajacego do plynnej stali (12) PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania taśm ze stali do przeróbki plastycznej.

Z opisu patentowego EP-A-0541574 znany jest sposób wytwarzania plastycznych taśm stalowych, w którym w formie do ciągłego odlewania formuje się z płynnej stali płaskich kęsisko o grubości poniżej 150 mm, ujednorodniania się je w piecu do wyżarzania ujednoradniającego i wykorzystując ciepło odlanego kęsiska walcuje się kęsisko w temperaturze występowania austenitu do uzyskania kęsiska pośredniego. Następnie, w razie potrzeby, chłodzi się kęsisko pośrednie do temperatury, w której znacząca część stali przekształca się w ferryt, oraz walcuje się kęsisko pośrednie do uzyskania taśmy o strukturze austenitu lub ferrytu. Sposób ten ma istotne zalety, ponieważ można go realizować w układzie ciągłym lub półciągłym, dzięki czemu uzyskuje się, między innymi, lepszą wydajność materiału i bardziej efektywnego wykorzystania urządzeń.

Z publikacji WO 92/00815 znany jest podobny sposób wytwarzania taśmy stalowej z płaskiego kęsiska. Sposób wytwarzania taśmy stalowej polega na tym, że odlewa się kęsisko o grubości mniejszej niż 100 mm, następnie wstępnie redukuje się jej grubość przy ciekłym rdzeniu, a po skrzepnięciu walcuje się w temperaturze powyżej 1100°C do grubości 10-30 mm, podgrzewa się ponownie do temperatury 1100°C, a potem poddaje się walcowaniu na zimno, po którym nawija się taśmę na zwój.

Wadą tego sposobu jest to, że odlewanie kęsiska nie jest wystarczająco dobrze dostosowane do wytwarzania stali o wysokiej jakości, takiej jak stal pozbawiona wtrąceń międzywęzłowych lub innych, stali do obróbki plastycznej o wysokiej jakości powierzchni i bardzo małej ilości defektów wewnętrznych. Źródłem większości tych problemów sa procesy przebiegające w formie do ciągłego odlewania. Procesy te są bardzo złożone ze względu na duży stosunek szerokości krystalizatora do jego grubości oraz dużą szybkość odlewania, w przedziale rzędu 6 m/min, z czym wiąże się gwałtowny charakter przepływu w krystalizatorze.

Inny przykład wykonania znanego sposobu wytwarzania taśm ujawniono w opisie EP-A-0666122. Zaproponowany tam sposób obejmuje ciągłe odlewanie płaskiego kęsiska, ujednorodniania kęsiska w piecu grzewczym, a następnie walcowania kęsiska w temperaturze występowania austenitu do wymaganej grubości końcowej na przykład 2 mm.

Jeszcze jeden przykład znanego sposobu i urządzenia do wytwarzania taśmy stalowej jest ujawniony w opisie FR-A-0666122. Zaproponowane w nim urządzenie zawiera pośrednią kadź do ciągłego odlewania stopionego metalu, zwłaszcza stali, która jest usytuowana pomiędzy kadzią wstępną i kry stali zatorem urządzenia. Pośrednia kadź zawiera dolną komorę, która jest zasilana z kadzi wstępnej i górnej komory, przy czym komory te są połączone przez nachylony tunel Góma komora jest połączona z zespołem do usuwania atmosfery z górnej komory.

W szczególności, stal taka jest wrażliwa na starzenie, ma średnie do słabych właściwości plastyczne i zawiera wtrącenia. Takie i inne problemy opisano w publikacji New Steel, maj 1994, strona 22 i następne.

W przypadku stosowania kadzi atmosferycznej do odlewania płaskich kęsisk o grubości poniżej 150 mm, a zwłaszcza o grubości pomiędzy 40 a 100 mm, natężenie przepływu stali przez

181 646 dyszę wlotową z kadzi do krystalizatora jest duże ze względu na dużą prędkość odlewania wynoszącą 6 m/min. Stosunek tych dwóch prędkości, wynoszący 1:100, nie jest wyjątkowo duży. Skutkiem wysokiej prędkości wlotowej do krystalizatora w znanym sposobie są turbulencje, w wyniku czego stopiona stal płynie wzdłuż wąskich ścian bocznych krystalizatora. W rezultacie menisk na stopionej stali jest większy na wąskich ścianach krystalizatora niż w jej środku. Menisk ten pokrywa się warstwą stopionej zasypki odlewniczej. Płynąca stopiona stal powoduje przepływ zasypki odlewniczej do najniższego punktu, to jest wokół środkowej części formy. W rezultacie oddziaływanie zasypki odlewniczej na przepływ ciepła z płaskiego kęsiska do otoczenia oraz do chłodzonych ścianek formy nie jest równomierne na całym obwodzie formy.

Powoduje to intensywniejsze utlenianie w miejscach o temperaturach wyższych od wymaganych oraz wzrost oporu plastycznego w tych miejscach płaskiego kęsiska płaskiego, w którym jest niższa temperatura. Następnie w płaskim kęsisku ujawniają się wady powierzchniowe i odkształcenia, których nie można wyeliminować podczas następnych etapów procesu obróbki płaskich kęsisk, zwłaszcza w przypadku procesu ciągłego lub półciągłego, w wyniku czego stalowe płaskie kęsisko płaskie pozbywa się ciepła odlewniczego.

Z opisu zgłoszeniowego JP58035051 znane jest urządzenie do ciągłego odlewania stali, które zawiera kadź próżniową z atmosferyczną pierwszą komorą i niskociśnieniową lub próżniową drugą komorą połączoną z pierwszą komorą przewodem łączącym wyposażonym w zespół zaworowy regulujący przepływ płynnej stali.

Jakość wyrobów uzyskiwanych w procesie odlewania w tym urządzeniu nie jest odpowiednia dla płaskich kęsisk. Przy wytwarzaniu taśm stalowych, wrażliwość stali na starzenie wynika z obecności nie związanego węgla lub azotu. Znanym sposobem wiązania tych pierwiastków jest dodawanie tytanu do stopionej stali, w wyniku czego pojawiająsię azotki tytanu i, po dodaniu odpowiedniej ilości tytanu, również węgliki tytanu. Ponadto węgliki tytanu, zwłaszcza w połączeniu z odwęglaniem próżniowym, mają korzystny wpływ na odkształcałność stalowej taśmy wytwarzanej z płaskiego kęsiska stalowego. Z technologicznego i ekonomicznego punktu widzenia stal zawierająca tytan jest stalą o wysokiej jakości o wielu zastosowaniach.

Wadą stali zawierającej tytan jest jej duża wrażliwość na zawartość wtrąceń oraz zatykanie się przepływu w zanurzonych wejściowych wlewach kadziowych. Zjawisko to jest nawet bardziej intensywne w procesie odlewania płaskich kęsisk wskutek stosowania zanurzonych wejściowych wlewów kadziowych z wąskimi kanałami. Wskutek tego praktycznie nie odlewa się w sposób ciągły płaskich kęsisk ze stali zawierającej tytan.

W znanych sposobach ciągłego odlewania stali, zwłaszcza odlewania z niej płaskich kęsisk, problem polega na możliwości zatkania się zanurzonego wejściowego wlewu kadziowego. Zjawisko to występuje zwłaszcza w stalach zawierających tytan lub innych stalach bez wtrąceń międzywęzłowych.

Stal do ciągłego odlewania jest tak zwaną stalą uspokojoną, w której tlen jest wiązany w tlenek aluminium przez dostarczany w tym celu aluminium. Część tlenku aluminium oddziela się i przechodzi do warstwy żużla pływającej na powierzchni stopionej stali, a pozostała cześć pozostaje w stopionej stali. Ponieważ w gotowym wyrobie ze stali wtrącenia nie sa pożądane, stal płucze się za pomocą argonu.

W znanych dotychczas rozwiązaniach argon, doprowadza się do stali przez otwór wlotowy zanurzonego wlotowego wlewu kadziowego. Podczas przepływu przez formę argon zabiera ze sobąze stopionej stali tlenek aluminium. Zdarza się, że cząstki tlenku aluminium sykająsię z wewnętrzną ścianką zanurzonego wlewu kadziowego i osadzają się na niej. Ze względu na powinowactwo wzajemne cząstek tlenu aluminium osady te narastają i stopniowo zatykają zanurzony wlew kadziowy. Nie ma możliwości przewidzenia, w którym miejscu nastąpi zatkanie zanurzonego wlewu kadziowego i jest to zjawisko losowe.

Znana technika przepłukiwania stopionej stali gazem płuczącym, takim jak argon, doprowadzanym w pobliżu otworu wlotowego wlewu kadziowego w celu usunięcia z niej tlenku aluminium jest dotychczas mniej skuteczna w przypadku odlewania płaskich kęsisk, ponieważ

181 646 pęcherzyki argonu mają w formie za mało miejsca do szybkiego wznoszenia się ku górze. W rezultacie pojawiają się duże pęcherzyki argonu, które zaburzają menisk odlewanej stali.

Według wynalazku, sposób wytwarzania taśmy ze stali do przeróbki plastycznej polega na tym, że doprowadza się płynną stal z kadzi wstępnej do atmosferycznej pierwszej komory próżniowej kadzi, a następnie przewodem łączącym przeprowadza się płynnąstal z pierwszej komory do drugiej komory próżniowej kadzi regulując jej przepływ za pomocą zespołu zaworowego. W drugiej komorze utrzymuje się niskie ciśnienie, po czym transportuje się stal z drugiej komory próżniowej kadzi przez znajdujący się w niej otwór wylotowy do formy do ciągłego odlewania i kształtuje się z płynnej stali płaskie kęsisko o grubości poniżej 150 mm, które następnie ujednorodnia się w piecu ujednorodniającym i walcuje w temperaturze występowania austenitu z wykorzystaniem ciepła odlanego kęsiska do uzyskania pośredniego kęsiska płaskiego. W razie potrzeby chłodzi się pośrednio kęsisko płaskie do temperatury, w której znacząca część stali przekształca się w ferryt i następnie walcuje się kęsisko płaskie do postaci taśmy w temperaturze występowania austenitu albo ferrytu.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że do płynnej stali doprowadza się gaz oczyszczający po opuszczeniu przez płynną stal kadzi wstępnej i pierwszej komory kadzi próżniowej a przed wprowadzeniem jej do drugiej komory kadzi próżniowej.

Płynną stal transportuje się z drugiej komory do formy przez wlotowy wylew kadziowy, którego pole powierzchni wewnętrznego przekroju poprzecznego wynosi więcej niż 5%, a korzystnie więcej niż 10% pola powierzchni przekroju poprzecznego krystalizatora.

Płynnąstal transportuje się z drugiej komory do krystalizatora przez wlotowy wylew kadziowy o polu powierzchni wewnętrznego przekroju poprzecznego mniejszym niż 30% pola powierzchni przekroju poprzecznego krystalizatora.

Gaz oczyszczający doprowadza się w zespole zaworowym umieszczonym w przewodzie łączącym komory kadzi próżniowej, lub bezpośrednio przed nim.

Doprowadza się pierwiastki stopowe do stali w drugiej komorze kadzi próżniowej.

Odchyla się strumień stali wpływającej do drugiej komory od otworu wylotowego drugiej komory i spowalnia się jego przepływ.

Według wynalazku, urządzenie do wytwarzania taśm ze stali do przeróbki plastycznej zawiera zespół do odlewania składający się z kadzi wstępnej i połączonej z nią kadzi próżniowej z atmosferyczną pierwszą komorą i próżniową drugą komorą połączonymi przewodem łączącym z zespołem zaworowym regulującym przepływ płynnej stali, oraz zawierające usytuowane kolejno za sobą piec ujednorodniający, co najmniej jedną walcarkę, co najmniej jeden zespół chłodzący, zwijarkę do zwijania taśmy.

Urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że pomiędzy pierwszą komorą kadzi próżniowej i drugą komorą kadzi próżniowej zespołu do odlewania, w sąsiedztwie zespołu zaworowego przewodu łączącego lub w nim jest umieszczony zespół oczyszczający do doprowadzania gazu oczyszczającego do płynnej stali.

Zespół zaworowy zawiera gniazdo i współpracuj ący z nim pręt regulacyjny, w którym znajduje się centralny otwór, kończący się porowatym blokiem oczyszczającym przepuszczalnym dla gazu oczyszczającego.

W drugiej komorze jest usytuowany zespół odchylający i hamujący strumień stali wpływającej do drugiej komory.

Zespół odchylający i hamujący stanowi przegroda umieszczona pomiędzy otworem wlotowym płynnej stali do drugiej komory, a otworem wylotowym płynnej stali z drugiej komory.

W drugiej komorze znajduje się otwór wlotowy wylewu kadziowego o polu powierzchni przekroju poprzecznego nie mniejszym niż 5%, a korzystnie nie mniejszym niż 10% pola powierzchni przekroju poprzecznego krystalizatora.

Wylew kadziowy ma pole powierzchni przekroju poprzecznego mniejsze niż 30% pola powierzchni przekroju poprzecznego krystalizatora.

Przekrój poprzeczny wylewu kadziowego jest dobrany odpowiednio do przekroju poprzecznego krystalizatora.

181 646

Wynalazek przełamuje silnie utrwalone przeświadczenie o niemożliwości ekonomicznego wytwarzania wysokiej jakości płaskich wyrobów odlewanych ze stali. Sposób według wynalazku umożliwia lepszą kontrolę wszelkich wy stępujących turbulencji i asymetrii oraz eliminację niestabilności przepływu w formie. W rezultacie możliwe jest lepsze kontrolowanie kształtu i jakości odlewanych płaskich kęsisk oraz wytwarzanych z nich taśm.

Sposób i urządzenie według wynalazku umożliwiają stosowanie zanurzonych wylewów kadziowych w kształcie krzywoliniowym pasujących do krzywoliniowego kształtu krystalizatora w przypadku urządzenia tego typu.

Zanurzony wejściowy wylew kadziowy w połączeniu z kadzią próżniową nie musi już spełniać surowych warunków ograniczających jego kształt ani wymiary. Korzystnie, umożliwia to lepsze dostosowanie zarówno kształtu otworu wlotowego jak i kształtu otworu wylotowego, wlewu wejściowego do ich celów. Umożliwia to również większą swobodę wyrobu kształtu i wymiarów wewnętrznego przekroju poprzecznego korpusu zanurzonego wlewu, to jest tej części, która biegnie pomiędzy obu otworami.

Jak wspomniano, uderzenie strumienia płynnej stali wypływającej z typowych zanurzonych wylewów kadziowych powoduje obniżenie się menisku.

Dzięki większej swobodzie wyboru wymiarów zanurzonego wylewu kadziowego możliwe jest wykonanie jego otworu wylotowego większego niż 10% przekroju poprzecznego krystalizatora, a tym samym zmniejszenie uderzenia strumienia płynnej stali w krystalizatorze i uzyskanie w przybliżeniu płaskiego menisku. Ważną zaletą wynikającąz możliwości wyboru w szerokim zakresie wielkości otworu wlotowego i otworu wylotowego zanurzonego wylewu kadziowego jest możliwość zwiększenia szybkości odlewania płaskich kęsisk w urządzeniach odlewniczych o działaniu ciągłym, a tym samym zwiększenia wydajności produkcji. Otwór wypływowy, jak również korpus, mogą być mniejsze, z równoczesnym zachowaniem ich kształtu pasującego do kształtu używanego krystalizatora tak, że kontur otworu wypływowego i ewentualnie korpusu pasuje do kształtu krystalizatora.

W skutek wzrostu przekrój u poprzecznego otworu wylotowego wylewu kadziowego zmniej sza się uderzenie strumienia, a tym samym zmniejsza się natężenie przepływu stali w pobliżu menisku. Natężenie przepływu może następnie stać się tak małe, że płynąca stal doprowadza ilość ciepła nie wystarczającą do podtrzymania menisku w stanie stopionym. Z tego względu na zalecane transportowanie płynnej stali z drugiej komory do krystalizatora przez wylew kadziowy o polu powierzchni przekroju wewnętrznego mniejszym niż 30% pola powierzchni przekroju poprzecznego krystalizatora nie występuje efekt krzepnięcia menisku.

Wynalazek umożliwia także znaczne zmniejszenie liczby wtrąceń w stali zawierającej tytan, a tym samym odlewanie stali bez większego ryzyka zatkania zanurzonego wylewu kadziowego. W rezultacie wynalazek otwiera technicznie i ekonomicznie drogę do wytwarzania wysokiej jakości gatunków stali z większą wydajnością i przy niższych kosztach.

Urządzenie według wynalazku umożliwia wybór zanurzonego wylewu kadziowego o większym polu przekroju poprzecznego niż jest to możliwe dotychczas. Zanurzony wylew kadziowy o większym polu przekroju poprzecznego jest mniej wrażliwy na zatykanie. Natężenie przepływu w zanurzonym wylewie kadziowym o większym polu przekroju poprzecznego sąrównież mniejsze, tak że wszelkie narosty tego typu mają mniejsze niekorzystne oddziaływanie. Wynalazek rozwiązuje problem zatykania. Zalety te mają szczególne znaczenie w przypadku sposobu odlewania płaskich kęsisk ze względu na to, że z powodu ograniczonej przestrzeni w krystalizatorze trzeba stosować wylewy kadziowe o mniejszych wymiarach w jednym kierunku.

Dodatkową zaletą rozwiązania jest bardzo mała, a nawet zerowa, ilość pęcherzyków argonu lub wtrąceń pozostałych w odlanym płaskim kęsisku. Ze względu na dużą prędkość strumienia stali, a tym samym mniejsze ciśnienie, rośnie liczba pęcherzyków argonu, które unosząsię ku górze, porywając ze sobą wtrącenia. Taki sposób doprowadzania argonu stosuje się również do odlewania grubych kęsisk płaskich, uzyskując zaletę polegającą na tym, że zwiększa się -wydajność argonu z równoczesnym zmniejszeniem liczby wtrąconych pęcherzyków argonu lub innych wtrąceń w odlanym kęsisku płaskim.

181 646

Sposób według wynalazku umożliwia odlewanie w urządzeniu do ciągłego odlewania płaskich kęsisk czystej, nie wrażliwej na starzenie stali. Oczyszczające działanie gazu oczyszczającego wzmacnia się dzięki temu, że niższe ciśnienie w pobliżu zespołu zaworowego powoduje powstawanie większej liczby pęcherzyków, intensyfikując tym samym zjawisko oczyszczania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie do wytwarzania stali do przeróbki plastycznej według wynalazku, o działaniu ciągłym lub półciągłym, zapewniające wytwarzanie taśm stalowych o właściwościach taśm walcowanych na zimno, a fig. 2 - kadź próżniową i otaczające ją części urządzenia z fig. 1, w przekroju poprzecznym, schematycznie.

Przedstawione na fig. 1 urządzenie 42 do wytwarzania taśm ze stali do przeróbki plastycznej zawiera kadź wstępną 13 ze stopioną stalą, w której jest zanurzony wylew kadziowy 15 prowadzący do pierwszej komory 7 kadzi próżniowej 1. Pierwsza komora 7 jest połączona przewodem łączącym 6 z drugą komorą kadzi próżniowej 1. W drugiej komorze jest osadzony wlotowy wylew kadziowy 21, którego drugi koniec jest umieszczony w krystalizatorze 24. Za krystahzatorem 24, urządzenie zawiera samotok 49 o zmiennym przebiegu od pionowego do poziomego, korzystnie wyposażone w walcarkę do wstępnego zmniejszania grubości płaskiego kęsiska 33 wydostającego się z krystalizatora 24. Samotok 49 prowadzi do pierwszego łamacza zgorzeliny 51 i następnie do pierwszej walcarki 52, za którąsąusytuowane nożyce 53 do odcinania przedniego i tylnego końca płaskiego kęsiska 33 o mniejszej grubości uzyskując taśmę 55, albo cięcia taśmy 55 na odcinki o potrzebnej długości. Za nożycami 53 jest usytuowany piec ujednorodniający 56 do wyrównywania i zwiększenia temperatury taśmy 55. Pierwsza walcarka 52 i piec ujednorodniający 56 mogą być zamienione miejscami. Wzdłuż kierunku przesuwu taśmy 55 jest następnie umieszczony piec zwijarkowy 57 skonstruowany w taki sposób, że można w nim nawijać jeden zwój 58, a równocześnie odwijać drugi zwój 59 taśmy 55. Za piecem zwijarkowym 57 jest umieszczony drugi łamacz zgorzeliny 61 i druga walcarka 62. Następnie kolejno sąumieszczone zespół chłodzący 64, trzecia walcarka 65 oraz zespół zwijający taśmę 55 w zwój 66.

Jak pokazano na fig. 2 góma część drugiej komory 3 kadzi próżniowej l jest zaopatrzona w pokrywę 2 szczelnie osadzonąna zbiorniku drugiej komory 3. Zbiornik jest połączony z atmosferyczną pierwszą komorą 7 za pomocą przewodu łączącego 6.

Przewód łączący 6 jest połączony z pierwszą komorą 7, poprzez kielich 8. W kielichu 8 jest umieszczony pręt regulacyjny 9, w którym znajduje się centralny otwór korzystnie tuleja, 10 kończący się korkiem oczyszczającym 11 znajdującym się u dołu pręta regulacyjnego 9. Korek oczyszczający 11 ma kształt dopasowany do kielicha 8 i wraz z nim tworzy zespół regulacyjny przepływu stopionej stali 12 z pierwszej komory 7 do zbiornika komory próżniowej 1 w odpowiednich ilościach. Nad pierwsząkomorą7jest zawieszona kadźwstępna 13 (narysowana częściowo), wktórej dnie znajduje się zanurzony wylew kadziowy 15, zamykany za pomocą zasuwy 14.

W drugiej komorze 3 znajduje się zespół do hamowania lub odchylania wpływającego do niej strumienia stah. W przedstawionym przykładzie wykonania, zespołem do odchylania jest przegroda 30 umieszczona pomiędzy otworem wlotowym, którym płynna stal wpływa do drugiej komory 3, a otworem wylotowym, którym płynna stal wypływa z drugiej komory 3. Przegroda 30 odchyla strumień stopionej stali dopływającej przewodem łączącym 6 od stali 28 znajdującej się w drugiej części drugiej komory 3 i spowalnia jego przepływ. Przez pokrywę 2 drugiej komory 3 przechodzi przewód 16 połączony z pompą próżniową 17. Przez pokrywę 2 przechodzi również przewód gazowy 18, który jest połączony za pośrednictwem zaworu regulacyjnego 19 ze źródłem gazu oczyszczającego 20. W dnie zbiornika 3 jest zamocowany wylew kadziowy 21, z otworem wlotowym 22 łączącym się z wnętrzem komory 3 i z otworem wylotowym 23. Wylew kadziowy 21 jest umieszczony w krystalizatorze 24. Wokół krystalizatora 24 znajduje się hamulec elektromagnetyczny 25. Przy wlocie krystalizatora 24 jest umieszczony czujnik 35 do pomiaru poziomu stopionej stali w formie, który jest połączony z wejściem urządzenia pomiarowego i/lub urządzenia regulacyjnego 36. Wyjście urządzenia pomiarowego i/lub urządzenia regulacyjnego 36 jest połączone (nie pokazano tego szczegółowo) z zespołem napędowym 43 sterującym położeniem pręta regulacyjnego 9.

181 646

Sposób wytwarzania taśmy stalowej jest następujący. Stal wylewa się z kadzi 13 przez otwartą zasuwę 14 i zanurzony wylew kadziowy 15 do pierwszej komory 7 kadzi próżniowej. Na powierzchni stopionej stali 12 w pierwszej komorze 7 utrzymuje się warstwę żużla 27 izolując stal termicznie i chemicznie od otoczenia.

Stal przeprowadza się przez zespół regulacyjny, utworzony przez kielich 8, pręt regulacyjny 9 przez przewód łączący 6 do drugiej komory 3, a jej ilość reguluje się poprzez dostosowywanie pionowego położenia pręta regulacyjnego 9. Położenie pręta regulacyjnego 9, a tym samym ilość doprowadzanej stali, reguluje się mierząc poziom stopionej stali w krystalizatorze 24 za pomocą czujnika 35, którego sygnał przesyła się do wejścia urządzenia pomiarowego i/lub urządzenia regulacyjnego 36, a następnie do zespołu napędowego 43 sterującego położeniem pręta regulacyjnego 9. Za pomocąpręta regulacyjnego 9 odpowiednio steruje się poziomem stopionej stali bez zakłócania położenia tego poziomu. Poziom stopionej stali może być tylko lekko zakłócany przez gaz, taki jak gaz oczyszczający zawierający argon, który uwalnia się nad płynną stalą w przestrzeni 29 w kadzi próżniowej 1. Argon w stanie gazowym doprowadza się również do korka oczyszczającego 11 przez tuleję 10 ze zbiornika magazynowego (nie pokazanego). Argon przepływa przez korek oczyszczający 11 i jest wchłaniany i unoszony przez stopioną stal przepływającą wokół pręta regulacyjnego 9. Argon wydostaje się w drugiej komorze 1 ze stopionej stali 28 i przedostaje się do przestrzeni 29 nad stopioną stalą28, skąd jest odsysany za pomocą pompy próżniowej 17. Sterując zaworem regulacyjnym 19 przepuszcza się zadawaną ilość gazu z urządzenia zasilającego 20 do przestrzeni 29 w celu ustalenia i utrzymania w niej odpowiedniego ciśnienia gazu. Płynący wzdłuż ścianki 30 argon tworzy dużą ilość małych pęcherzyków. Pęcherzyki gazu szybko unoszą się, a ścianka 30 wymusza ich przepływ wzdłuż powierzchni stopionej stah w drugiej komorze 3, gdzie są wchłaniane przez warstwę żużla wraz z unoszonymi przez nie zanieczyszczeniami. Na przykład cząstki tlenku aluminium unoszone przez pęcherzyki argonu wracają do warstwy żużla pływającego na stali w kadzi próżniowej 1. Taki przebieg zjawiska polepsza usuwanie wtrąceń lub pęcherzyków powietrza i uzyskuje się jednorodny przepływ we wlotowym wylewie kadziowym 15.

Za pomocą ciśnienia gazu w przestrzeni 29 korzystnie steruje się ilościąstali, która wpływa do otworu wlotowego 22 i wypływa otworem wylotowym 23 zanurzonego wylewu kadziowego 21 do krystalizatora 24. Na powierzchni stopionej stali 31 utrzymuje się warstwę zasypki 37. Za pomocą hamulca elektromagnetycznego 25 korzystnie wpływa się na zachowanie stopionej stali, zwłaszcza na jej przepływ. Stal 4, częściowo z zakrzepłą ścianką 32 wychodzi z krystalizatora 24 w postaci kęsiska płaskiego 33.

Ze względów konstrukcyjnych, korzystnie czasem krystalizator 24 ma kształt krzywoliniowy w celu połączenia z zakrzywionym łukowo samotokiem 42 urządzenia do wytwarzania taśm.

Jednym ze sposobów hamowania strumienia stali jest elektromagnetyczne oddziaływanie na niego w drugiej komorze 1 poprzez hamowanie elektromagnetyczne. Hamowanie elektromagnetyczne można zastosować do lokalnego oddziaływania na prędkość strumienia stopionej stali.

Poprzez hamowanie elektromagnetyczne korzystnie wpływa się na strumień w laystahzatorze 24. W tym przypadku hamowanie elektromagnetyczne umożliwia jeszcze większą swobodę wyboru wymiarów wylewu kadziowego 21 oraz sterowanie strumieniem. W przypadku odlewania płaskich kęsisk 33 o grubości poniżej 150 mm, typowa prędkość odlewania, to jest prędkość, z jakąpłaskie kęsisko 33 wychodzi z kiystalizatora 24, wynosi około 6 m/min. Zgodnie z tym przykładem wykonania wynalazku prędkość wylotowa stopionej stali z wylewu kadziowego 21 wynosi poniżej 100 m/min.

Korzystnie, w przypadku konieczności dodawania do stali pierwiastków stopowych, doprowadza się je do niej po jej wypłynięciu z pierwszej komory 7. W obszarze znajdującym się za pierwszą komorą 7 w zasadzie nie ma tlenu ani innych gazów aktywnych chemicznie, więc wydajność pierwiastków stopowych jest duża. Ponadto, ze względu na to, że w drugiej komorze 3 jest przepływ jednorodny, pierwiastki stopowe równomiernie rozpraszają się i nie wytrącają się.

Korzystnie, dla uzyskania dobrego mieszania pierwiastków stopowych ze stalą, zaleca się dopro181 646 wadzanie pierwiastków stopowych w pobliżu przewodu łączącego 6 pomiędzy obu komorami, albo w przewodzie łączącym 6, korzystnie w pobliżu zespołu zaworowego, albo w tym zespole.

Płaskie kęsisko 33 o grubości mniejszej niż 150 mm, korzystnie o grubości od 40 do 100 mm, przeprowadza się z krystalizatora 24 do dołu. Na samotoku 49 płaskiego kęsisko 33 obraca się z położenia pionowego do położenia poziomego i, w razie potrzeby, zmniejsza się nieco jej grubość. Następnie usuwa się z niego warstwę tlenku za pomocąpierwszego łamacza zgorzeliny 51 i walcuje się w pierwszej walcarce 52 do grubości wynoszącej około 20 mm. Odlane płaskie kęsisko 33 ujednorodnia się w temperaturze występowania austenitu wykorzystując temperaturę odlanego materiału i równocześnie zmniejsza się jego grubość. Alternatywnie, płaskie kęsisko 33 walcuje się w temperaturze występowania ferrytu wynoszącej powyżej 250°Ć, po jego redukcji w temperaturze występowania austenitu, o ile się ją stosuje. Dzięki temu wytwarzana taśma 55 ma właściwości taśm walcowatych na zimno, przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności procesu, uproszczeniu urządzenia i ograniczeniu zużycia energii.

Za pomocą nożyc 53 odcina się przedni i tylny koniec płaskiego kęsiska 33 o zmniejszonej grubości uzyskując taśmę 55, albo tnie się taśmę 55 na odcinki o potrzebnej długości. Następnie wyrównuje się lub zwiększa temperaturę taśmy 55 w piecu ujednorodniającym 56. Korzystnie, najpierw wyrównuje się temperaturę taśmy a następnie ja walcuje. W celu dalszego wyrównania temperatury, w razie potrzeby, oraz umożliwia wybrania prędkości walcowania, taśmę 55 magazynuje się chwilowo w piecu zwijarkowym 57, w którym nawija się jeden zwój 58, a równocześnie odwija się drugi zwój 59. Po ponownym usunięciu zgorzeliny tlenkowej w drugim łamaczu zgorzeliny 61, odwiniętą taśmę 60 walcuje się w drugiej walcarce 62. Na wyjściu z drugiej walcarki 62 taśma 63 ma grubość na przykład 2,0 mm. W urządzeniu chłodzącym 64 chłodzi się taśmę 63 od temperatury występowania austenitu, w której dotychczas była obrabiana stal, do temperatury występowania ferrytu. W końcu walcuje się taśmę w trzeciej walcarce 65 do grubości końcowej od 0,5 mm do 1,5 mm, a następnie zwija się ja w zwój 66. Taśma 55 walcowana w temperaturze występowania ferrytu ma właściwości taśmy walcowanej na zimno i wytwarza się ją w procesie ciągłym lub półciągłym, rozpoczynając od stali w stanie stopionym.

Sposób i urządzenie według wynalazku nadaje się do zastosowania ciągłym lub półciągłym odlewaniu. Ponadto, można je z równym powodzeniem zastosować w znanej technologii odlewania, uzyskując te same zalety, o których mowa w odniesieniu do odlewania płaskich kęsisk.

Dla specjalistów z tej dziedziny jest oczywiste, że urządzenie i sposób według wynalazku, opisane co prawda w zastosowaniu do stali, można z równym powodzeniem wykorzystać do odlewania innych metali. W związku z tym wynalazek nie ogranicza się wyłącznie do odlewania stali.

181 646

181 646

181 646

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania taśmy ze stali do przeróbki plastycznej, w którym doprowadza się płynną stal z kadzi wstępnej do atmosferycznej pierwszej komory próżniowej kadzi, a następnie przewodem łączącym przeprowadza się płynną stal z pierwszej komory do drugiej komory próżniowej kadzi regulując jej przepływ za pomocą zespołu zaworowego, przy czym w drugiej komorze utrzymuje się niskie ciśnienie, po czym transportuje się stal z drugiej komory próżniowej kadzi przez znajdujący się w niej otwór wylotowy do krystalizatora, do ciągłego odlewania i kształtuje się z płynnej stali płaskie kęsisko o grubości poniżej 150 mm, które następnie ujednorodnia się w piecu ujednorodniającym i walcuje w temperaturze występowania austenitu z wykorzystaniem ciepła odlanego kęsiska do uzyskania pośredniego kęsiska płaskiego, a w razie potrzeby chłodzi się pośrednio kęsisko płaskie do temperatury, w której znacząca cześć stali przekształca się w ferryt i następnie walcuje się kęsisko płaskie do postaci taśmy w temperaturze występowania austenitu albo ferrytu, znamienny tym, że do płynnej stali (12) doprowadza się gaz oczyszczający po opuszczeniu przez płynną stal kadzi wstępnej (13) i pierwszej komory (7) kadzi próżniowej (1), a przed wprowadzeniem jej do drugiej komory (3) kadzi próżniowej (1).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że płynną stal transportuje się z drugiej komory (3) do krystalizatora (24) przez wlotowy wylew kadziowy (21), którego pole powierzchni wewnętrznego przekroju poprzecznego wynosi więcej niż 50%, a korzystnie więcej niż 10% pola powierzchni przekroju poprzecznego krystalizatora (24).
3. 3. Sposób według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że płynną stal transportuje się z drugiej komory (1) do formy (24) przez wlotowy wylew kadziowy (21) o polu powierzchni wewnętrznego przekroju poprzecznego mniej szym niż 3 0% pola powierzchni przekroju poprzecznego formy (24).
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz oczyszczający doprowadza się w zespole zaworowym umieszczonym w przewodzie łączącym (6) lub bezpośrednio przed mm.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadza się pierwiastki stopowe do stali w drugiej komorze (3) kadzi próżniowej (1).
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odchyla się strumień stali wpływającej do drugiej komory (3) od otworu wylotowego drugiej komory (3.) i spowalnia się jego przepływ.
7. 7. Urządzenie do wytwarzania taśm ze stali do przeróbki plastycznej, zawierające zespół do odlewania składający się z kadzi wstępnej i połączonej z nią kadzi próżniowej z atmosferyczną pierwszą komorą i próżniową drugą komorą połączonych przewodem łączącym z zespołem zaworowym regulującym przepływ płynnej stali, oraz zawierające usytuowane kolejno za sobąpiec ujednorodniający, co najmniej jedną walcarkę, co najmniej jeden zespół chłodzący, zwijarkę do zwijania taśmy, znamienne tym, że pomiędzy pierwszą komorą (7) kadzi próżniowej i drugą komorą (3) kadzi próżniowej (1) zespołu do odlewania, w sąsiedztwie zespołu zaworowego przewodu łączącego (6), a korzystnie w nim, jest umieszczony zespół oczyszczający do doprowadzania gazu oczyszczającego do płynnej stali (12).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zespół zaworowy zawiera gniazdo (8) i współpracujący z nim pręt regulacyjny (9), w którym znajduje się centralny otwór kończący się porowatym blokiem oczyszczającym (11) przepuszczalnym dla gazu oczyszczającego.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że w drugiej komorze (3) jest usytuowany zespół odchylający i hamujący strumień stali wpływającej do dnigiej komory (3).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że zespół odchylający i hamujący stanowi przegroda (30) umieszczona pomiędzy otworem wlotowym płynnej stali do drugiej komory (3), a otworem wylotowym płynnej stali z drugiej komory (3).

    181 646
11. 11. Urządzenie według zastrz. 10, zamienne tym, że w drugiej komorze (3) znajduje się otwór wlotowy (22) wylewu kadziowego (21) o polu powierzchni przekroju poprzecznego nie mniejszym niż 5%, a korzystnie nie mniejszym niż 10% pola powierzchni przekroju poprzecznego krystalizatora (24).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 11, zamienne tym, że wylew kadziowy (21) ma pole powierzchni przekroju poprzecznego mniejsze niż 30% pola powierzchni przekroju poprzecznego krystahzatora (24).
13. 13. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że przekrój poprzeczny wylewu kadziowego (21) jest dobrany odpowiednio do przekroju poprzecznego krystalizatora (24).

    * * *