PL185193B1 - Sposób i urządzenie do krystalizacji i oczyszczania stali w procesie jej ciągłego lub półciągłego odlewania - Google Patents

Abstract

1. Sposób krystalizacji i oczyszczania stali (57) w procesie jej ciągłego lub półciągłego odlewania, w którym wlewek poddaje się chłodzeniu, znamienny tym, że w pierwszymetapie chłodzeniu poddaje się dolną i boczne płaszczyzny lub powierzchnie przekroju wlewka, natomiast górną płaszczyznę wlewka podgrzewa się do momentu, w którym związki zanieczyszczeń posiadające niższą od stali temperaturę topnienia oraz mniejszy ciężar właściwy wypłynąnajego powierzchnię, po czym górnąpowierzchnięwlewka poddaje się chłodzeniu, po którym związki te usuwa się z górnej powierzchni wlewka. 4. Urządzenie do krystalizacji i oczyszczania stali w procesie jej ciągłego lub półciągłego odlewania, usytuowane poziomo lub pod niewielkim kątem, zawierającepłyty lub powłoki chłodzące oraz blok chłodzący, znamienne tym, że płyty lub powłoki chłodzące (1) tworząprzekrój otwarty od góry gdzie umieszczona jest płyta ogrzewająca (4).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do krystalizacji i oczyszczania stali w procesie jej ciągłego lub półciągłego odlewania. Wynalazek ma zastosowanie w hutnictwie do odlewania wysokogatunkowych odmian stali uspokojonej w formie wlewków ciągłych lub półciągłych.

Znany powszechnie sposób ciągłego lub półciągłego odlewania stali polega na odlewaniu ciągłych lub odcinkowo-ciągłych wlewków poprzez krystalizację ciekłego wsadu w krystalizatorach chłodzących wszystkie strony przekroju wlewka. Odtlenianie oraz usuwanie produktów odtleniania i innych zanieczyszczeń stali odbywa się na etapie poza piecowej obróbki stali w stanie

185 193 ciekłym. Niedogodnością tego sposobu jest trudność w zabezpieczeniu stali przed dostępem powietrza atmosferycznego do ciekłej stali w trakcie całego procesu odtleniania i transportu oraz rozdziału ciekłego wsadu na urządzenia do krystalizacji.

Szkodliwe dla własności stali zanieczyszczenia oraz produkty odtleniania, których nie udało się usunąć z ciekłego wsadu pozostająpo krystalizacji w gotowym, zakrzepniętym wlewku tworząc strefę segregacji w ok. 2/3 wysokości gotowego wlewka, w przypadku odlewania lub chłodzenia poziomego. Zanieczyszczenia te pogarszająjakość stali.

Znane sąurządzenia do krystalizacji stali, zwane krystalizatorami, cienkościenne, płytowe lub blokowe w których jednocześnie, niezależnie od typu przekroju, chłodzone są wszystkie ściany przekroju tworzonego wlewka. Prowadzi to do utworzenia zamkniętej, skrzepniętej skorupy wlewka o przekroju odpowiadającym geometrii ścianek krystalizatora. Konstrukcja znanych krystalizatorów uniemożliwia usuwanie zanieczyszczeń stali, których nie udało się usunąć na etapie ciekłego wsadu stalowego, lub które powstały na skutek niedokładności procesów technologicznych, przykładowo nieszczelności powłoki ochraniającej ciekłą stal w trakcie procesu odlewania.

Sposób krystalizacji i oczyszczania stali w procesie jej ciągłego lub półciągłego odlewania, w którym wlewek poddaje się chłodzeniu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że chłodzeniu poddaje się dolną i boczne płaszczyzny lub powierzchnie przekroju wlewka, natomiast górną płaszczyznę wlewka podgrzewa się do momentu w którym związki zanieczyszczeń posiadające niższą od stali temperaturę topnienia oraz mniejszy ciężar właściwy wypłyną na jego powierzchnię, po czym górną powierzchnię wlewka poddaje się chłodzeniu, po którym związki te usuwa się z górnej powierzchni wlewka. Usuwanie zanieczyszczeń prowadzi się w temperaturze, w której górna powierzchnia stali wlewka jest całkowicie lub częściowo skrzepnięta. Związki zanieczyszczeń są usuwane z górnej powierzchni wlewka mechanicznie poprzez struganie, szlifowanie albo ścinanie.

Urządzenie do krystalizacji i oczyszczania stali w procesie jej ciągłego lub półciągłego odlewania, usytuowane poziomo lub pod niewielkim kątem, zawierające płyty lub powłoki chłodzące oraz blok chłodzący, według wynalazku charakteryzuje się tym, że płyty lub powłoki chłodzące tworzą przekrój otwarty od góry gdzie umieszczona jest płyta ogrzewająca. Płyty lub powłoki chłodzące są oddzielone od płyty ogrzewającej elementami izolującymi. Nieco poniżej poziomu płyty ogrzewającej oraz bloku chłodzącego usytuowany jest przyrząd usuwający zanieczyszczenia, korzystnie w postaci rylców skrobiących. Blok chłodzący znajduje się na górnej powierzchni wlewka pomiędzy płytą ogrzewającą a przyrządem usuwającym zanieczyszczenia. Rylce skrobiące mogą być osadzone na taśmie transportowej poruszającej się w kierunku przeciwnym do ruchu oczyszczanego wlewka lub na obrotowym bębnie. Dalej, urządzenie zawiera płyty lub powłoki chłodzące, tworzące przekrój zamknięty od góry a otwarty od dołu. Urządzenie zawiera także komorę uszczelniającą wypełnioną gazem obojętnym pod ciśnieniem, korzystnie argonem, umieszczoną za płytami lub powłokami chłodzącymi. Komora ta zabezpiecza przed dostępem powietrza atmosferycznego do wnętrza urządzenia i do płynnej stali.

Intensywnie chłodzone płyty boczne i dolne urządzenia krystalizują cienką skorupę wlewka tworząc stop o najwyższej temperaturze topnienia - stal o małej zawartości węgla i składników stopowych. Zanieczyszczenia stali, które po dodaniu odtleniaczy i innych dodatków ulepszających, tworzą praktycznie nierozpuszczalną w ciekłej stali zawiesinę o niższej temperaturze topnienia i mniejszym ciężarze właściwym, w sposobie krystalizacji według wynalazku, są spychane do górnej powierzchni tworzonego wlewka przez narastające kryształy krzepnącej stali. Następnie górna powierzchnia wlewka zostaje schłodzona blokiem chłodzącym do całkowitego lub częściowego skrzepnięcia.

Po mechanicznym usunięciu strefy zanieczyszczeń dalszy proces chłodzenia górnej powierzchni wlewka ciągłego odbywa się w dalszej części krystalizatora poprzez intensywne chłodzenie górnej płaszczyzny, w warunkach beztlenowych, co doprowadza do zamknięcia skrystalizowanej skorupy. Chłodzenie wtórne ciągłego wlewka może odbywać się tradycyjnie poprzez chłodzenie rozpyloną wodą poza urządzeniem krystalizatora.

185 193

Zasadniczym efektem stosowania wynalazkujest uzyskanie wlewków stalowych o wyższej czystości chemicznej, pozbawionych tlenków, wtrąceń niemetalicznych i zażużleń. Ponadto istnieje możliwość usunięcia wad wynikających z niedokładności wcześniejszych procesów obróbki pozapiecowej, a także ograniczenie kosztów optymalnego przygotowania ciekłego wsadu poprzez efektywne usunięcie zanieczyszczeń z już uformowanego wlewka.

Przedmiot wynalazku ukazany jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia w przekroju podłużnym, fig. 2 - przekrój poprzeczny urządzenia do krystalizacji przed strefą oczyszczania mechanicznego, a fig. 3 - przekrój poprzeczny urządzenia do krystalizacji za strefą oczyszczania mechanicznego.

Urządzenie do krystalizacji i oczyszczania stali w przykładzie wykonania zbudowane jest z cienkościennej, korzystnie miedzianej powłoki 1 chłodzonej intensywnie płynem chłodzącym 2 znajdującym się w szczelnym zbiorniku 3. Górna płyta ogrzewająca 4, wykonana z materiału o wysokiej temperaturze topnieniajest podgrzewana elektrycznie nagrzewnicą5. Pomiędzy elementami 1 i 4 znajdują się elementy izolujące 6 w postaci zamkniętych próżniowych pojemników. Króćce 7 służą do ciśnieniowego wprowadzania olejów smarujących wewnętrzne ścianki powłoki 1. Zanieczyszczenia, które w pierwszym etapie procesu krystalizacji wypłynęły na gómą powierzchnię wlewka, po schłodzeniu blokiem chłodzącym 8, usuwane są mechanicznie systemem rylców 9. W dalszej części urządzenia znajdują się rolki ciągnąco-prostujące 10 oraz cienkościenna powłoka 11 chłodzona płynem 2 w zbiorniku 12. Dalej umieszczona jest komora uszczelniająca 13 wypełniona pod ciśnieniem gazem obojętnym, przykładowo argonem.

Sposób krystalizacji i oczyszczania stali w przykładzie wykonania przebiega następująco. Ciekła stal z kadzi podziałowej 14 wpływa do urządzenia do krystalizacji opisanego powyżej i poprzez schłodzenie na powłoce 1 tworzy skrystalizowaną skorupę 15 w formie koryta. Płyta 4 ogrzewa gómą powierzchnię wlewka utrzymując jego wnętrze w stanie ciekłym do momentu, w którym zanieczyszczenia 16 wypłyną na jego powierzchnię, skąd po schłodzeniu blokiem chłodzącym 8 zostają całkowicie lub częściowo skrzepnięte, po czym mechanicznie usunięte rylcami 9. W dalszej strefie urządzenia, częściowo skrzepnięty wlewek przemieszcza się na rolkach prowadzących 10 zjednoczesnądalsząkrystalizacjąoczyszczonej już powierzchni górnej wlewka za pomocą chłodzonej cienkościennej powłoki 11, aż do pełnego skrzepnięcia zewnętrznej skorupy krystalicznej 17. Po przejściu przez komorę uszczelniającą 13 dalsze chłodzenie i transport stygnącego wlewka odbywa się tradycyjnie za pomocą zespołu chłodząco-ciągnącego 18.

185 193

fig. 2 fig. 3 i

185 193

A

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób krystalizacji i oczyszczania stali w procesie jej ciągłego lub półciągłego odlewania, w którym wlewek poddaje się chłodzeniu, znamienny tym, że w pierwszym etapie chłodzeniu poddaje się dolną i boczne płaszczyzny lub powierzchnie przekroju wlewka, natomiast górnąpłaszczyznę wlewka podgrzewa się do momentu, w którym związki zanieczyszczeń posiadające niższą od stali temperaturę topnienia oraz mniejszy ciężar właściwy wypłyną na jego powierzchnię, po czym górną powierzchnię wlewka poddaje się chłodzeniu, po którym związki te usuwa się z górnej powierzchni wlewka.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że usuwanie zanieczyszczeń prowadzi się w temperaturze, w której górna powierzchnia wlewka stali jest całkowicie lub częściowo skrzepnięta.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że związki zanieczyszczeń są usuwane mechanicznie poprzez struganie, szlifowanie albo ścinanie po ich całkowitym lub częściowym skrzepnięciu.
4. 4. Urządzenie do krystalizacji i oczyszczania stali w procesie jej ciągłego lub półciągłego odlewania, usytuowane poziomo lub pod niewielkim kątem, zawierające płyty lub powłoki chłodzące oraz blok chłodzący, znamienne tym, że płyty lub powłoki chłodzące (1) tworząprzekrój otwarty od góry gdzie umieszczona jest płyta ogrzewająca (4).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że płyty lub powłoki chłodzące (1) są oddzielone od płyty ogrzewającej (4) elementami izolującymi (6).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zawiera przyrząd usuwający zanieczyszczenia, korzystnie w postaci rylców skrobiących (9) usytuowanych nieco poniżej poziomu płyty ogrzewającej (4) oraz bloku chłodzącego (8).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 4 albo 6, znamienne tym, że blok chłodzący (8) znajduje się na górnej powierzchni wlewka pomiędzy płytą ogrzewającą (4), a przyrządem usuwającym zanieczyszczenia (9).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że rylce skrobiące (9) osadzone są na taśmie transportowej.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że rylce skrobiące (9) osadzone są na obrotowym bębnie.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 4 albo 6, znamienne tym, że zawiera płyty lub powłoki chłodzące (11) tworzące przekrój zamknięty od góry a otwarty od dołu, przy czym ten zespół chłodzący jest usytuowany za rylcami skrobiącymi (9).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zawiera komorę uszczelniającą (13) wypełnioną gazem obojętnym pod ciśnieniem, korzystnie argonem, umieszczoną za płytami lub powłokami chłodzącymi (11).