PL188780B1 - Sposób i urządzenie do ujednorodnienia płynnej warstewki metalu - Google Patents

Abstract

1. Sposób ujednorodnienia plynnej war- stewki metalu, zwlaszcza warstewki stali wy- twarzanej poprzez odlew anie ciagle, w którym plynny stop nakladany na tasm e bez konca po- winien posiadac m ozliwie rów nom ierna gru- bosc i równom ierne w lasciw osci wzdluz calej szerokosci tasmy, zn am ien n y tym , ze dla ujednorodnienia warstew ki metalu wzdluz jej szerokosci kieruje sie do warstewki metalu sily skierowane w kierunku przeciwnym do kierun- ku przemieszczania sie odlewanej tasmy, od- chylone pod katem od 0 do 80° od prostej pro- stopadlej do tasmy. 14. Urzadzenie do ujednorodnienia plyn- nej warstewki m etalu, znam ienne tym , ze wzdluz szerokosci tasm y w kierunku przeciw- nym do kierunku przem ieszczania sie tasmy transportowej (2), usytuowany jest co najmniej jeden rzad dysz gazowych (3). Fig. 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenia do ujednorodnienia płynnej warstewki metalu, szczególnie warstewki stali.

Wynalazek jest głównie stosowany tam, gdzie warstewka płynnego metalu, szczególnie stali w formie ciekłego stopu, nakładana jest na podłoże, zwłaszcza na taśmę transportową bez końca i powinna posiadać możliwie równomierną grubość i możliwie równomierne właściwości wzdłuż całej szerokości taśmy.

Przy odlewaniu ciągłym metali, zwłaszcza stali, może być optymalnie dobierana grubość odlewanego pasma metalu odpowiednio do wymaganej grubości, przy walcowaniu na gotowo, jak również przy wymaganym przetwarzaniu na gorąco aby uzyskać odpowiednie właściwości materiału.

Przy tym znane są sposoby postępowania, w których płynny metal tak schładza się przy wykorzystaniu odpowiednich sposobów i urządzeń, że górna powierzchnia pasma płynnej wstęgi metalu chłodzona jest równomiernie poprzez kontakt z obojętnym gazem.

Opis DE 4407873 C2 opisuje sposób i urządzenie do chłodzenia płynnej stali poprzez dysze skierowane w kierunku odlewania pod kątem między 0 i 50° na górną powierzchnię pasma stali, dzięki czemu górna powierzchnia stali jest celowo i równomiernie chłodzona. Dzięki temu unika się w każdym przypadku tworzenia zgorzeliny i osiąga się celowe odprowadzenie ciepła, przez co eliminuje się występowanie naprężeń powierzchniowych i osiąga się odpowiednią jakość pasma stali. Dla jakości wstęgi stali ważne jest to, aby dalej osiągnąć jej ciągłą grubość w związku z ciągłymi właściwościami materiałowymi wzdłuż całej szerokości pasma, co nie jest osiągalne do tej pory bez dodatkowych zabiegów w procesie nakładania stali na taśmę transportową.

Przedmiotem wynalazku jest sposób ujednorodniania płynnej warstewki metalu, zwłaszcza warstewki stali wytwarzanej poprzez odlewanie ciągłe, w którym płynny stop nakładany na taśmę bez końca powinien posiadać możliwie równomierną grubość i równomierne właściwości wzdłuż całej szerokości taśmy.

Zgodnie z wynalazkiem dla ujednorodnienia warstewki metalu wzdłuż jej szerokości, kieruje się na powierzchnię warstewki metalu siły skierowane w kierunku przeciwnym do kierunku przemieszczania się odlewanej taśmy, odchylone pod kątem od 0 do 80° od prostej prostopadłej do taśmy.

Korzystnie, siły te oddziałują poprzez strumień gazu, który kieruje się przeciwnie do kierunku przemieszczania się taśmy, a po uderzeniu w warstewkę metalu gaz wychwytuje się i doprowadza ponownie.

W sposobie według wynalazku stosuje się gaz redukujący lub obojętny, lub wpływający na napięcie powierzchniowe warstewki metalu.

Zgodnie z zaproponowanym rozwiązaniem, gaz podaje się w formie pojedynczych strumieni wypływających w równomiernych odstępach na taśmę przy podwyższonej temperaturze.

Grubość warstewki mierzy się wzdłuż szerokości taśmy i według tych sygnałów reguluje się strumień gazu.

Strumień gazu uderza o górną powierzchnię odlewanej taśmy metalowej z taką prędkością, że w płynnym metalu w miejscu uderzenia powstaje zagłębienie o głębokości co najmniej połowy grubości odlewanej taśmy metalowej.

Korzystnie, na ujednorodnioną warstewkę metalu nanosi się środek przyspieszający krzepnięcie w postaci gazu utleniającego.

Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do ujednorodniania płynnej warstewki metalu, w którym wzdłuż szerokości taśmy w kierunku przeciwnym do kierunku przemieszczania się taśmy transportowej, usytuowany jest co najmniej jeden rząd dysz gazowych.

188 780

Korzystnie, urządzenie zawiera większą ilość usytuowanych jeden za drugim rzędów gazowych dysz, usytuowanych wzdłuż szerokości taśmy transportowej, przy czym dysze gazowe są przestawione względem siebie w poszczególnych rzędach.

Między dyszami gazowymi i strumieniem metalu, wzdłuż całej szerokości taśmy, usytuowane są czujniki pomiaru grubości, a między nimi i dyszami gazowymi usytuowane jest urządzenie regulujące strumień gazu wypływającego z dysz.

W korzystnym .rozwiązaniu według wynalazku, ponad taśmą usytuowana jest pojedyncza dysza w postaci wąskiej długiej szczeliny, z której wypływa większa ilości strumieni gazu.

Korzystne dla wynalazku jest to, że siły skierowane są wzdłuż całej szerokości taśmy, przeciwnie do kierunku nanoszenia warstewki metalu na nią. Przy tym ciekły stop płynący wzdłuż taśmy transportowej hamowany jest poprzez oddziaływanie tych sił. Gdy warstewka płynnego metalu porusza się szybciej niż taśma transportowa, wtedy przekrój poprzeczny utworzony przez ciekły stop jest mniejszy niż przekrój poprzeczny synchronicznie poruszającej się z taśmą transportową, warstewki ciekłego stopu (przekrój poprzeczny nominalny). Taki niewystarczająco wypełniony przekrój poprzeczny jest niekorzystny. Poprzez wyhamowanie i zatrzymanie ciekłego stopu osiąga się równomierne wypełnienie przekroju poprzecznego. Zbyt silne hamowanie i spiętrzenie warstewki płynnego metalu jest do uniknięcia. Inaczej niż w znanych rozwiązaniach, osiąga się geometryczne ujednorodnienie również ponad strumieniem gazu bez chłodzenia metalu w dolnej części warstewki.

Odpowiednimi gazami, stosowanymi w sposobie według wynalazku są gazy obojętne takie jak: argon lub azot, ewentualnie z domieszkami składników redukujących, przykładowo H2, CO lub utleniających działających na napięcie powierzchniowe, takich jak O2 i CO2.

Poza tym, korzystnie, gaz nanosi się na warstewkę metalu w równomiernych odstępach. Osiągnąć to można poprzez zastosowanie rzędu dysz, które usytuowane sąjedna obok drugiej i tak są uruchamiane, że wypływający strumień objętości gazu oddziałuje z pewną, siłą na górną powierzchnię płynącej warstewki metalu. Siła ta doprowadza do tego, że strumienie gazu wnikają co najmniej do 50% grubości tej warstewki. Przy czym intensywność każdego strumienia powinna być tak wymierzona, że powinno się uniknąć rozpryskiwania płynnego metalu i dyspersji nadmuchiwanego gazu w ciekłym stopie.

Poza tym korzystne jest aby dysze gazowe były tak rozmieszczone obok siebie i jedna za drugą, aby układ ten był podobny do grabi. Dzięki temu osiąga się to, że warstewka płynnego metalu, podawana w kierunku przeciwnym do kierunku wypływu gazu, obrabiana jest wypływającymi strumieniami gazu jakby była czesana, przy czym prowadzi to do wyhamowania i ujednorodnienia ciekłego stopu wzdłuż całej szerokości taśmy. Szczególnie korzystne jest rozwiązanie, w którym zastosuje się parę lub większą ilość grabi, usytuowanych przestawnie, działających jak trójkąt Pascala. Dzięki temu uzyskuje się maksymalnie równomierną grubość taśmy wzdłuż jej szerokości i ujednorodnienie właściwości materiałowych.

Dla uzyskania odpowiedniego sterowania grubością odlewanej taśmy, korzystne jest poza tym, aby grubość warstewki ciekłego stopu, po jej nałożeniu, była określana poprzez stosowne czujniki i stosowne urządzenie regulujące strumień gazu wypływającego z dysz, aby strumień ten celowo wywierał wpływ na grubość taśmy wzdłuż całej jej szerokości.

Poza tym korzystne jest również, aby na warstewkę metalu nałożyć środek przyspieszający krzepnięcie, aby uzyskać korzystne krzepnięcie górnej powierzchni warstewki. Dla stali, jako środek przyspieszający krzepnięcie można zastosować gaz utleniający zawierający CO2, który działa jako czynnik ograniczający schładzanie zewnętrznej powierzchni warstewki ciekłego stopu i przez to może podnieść temperaturę krzepnięcia powyżej rzeczywistej temperatury w takim stopniu, że ogranicza krzepnięcie górnej powierzchni. Zawartość CO2 musi być utrzymywana jednak na tak niskim poziomie, żeby nie powodować tworzenia się zgorzeliny.

Jako środki przyspieszające krzepnięcie mogą być również stosowane proszki chłodzące i tworzące zarodki krystalizacji, przykładowo proszek metalowy, płynny żużel, gaz lub inny płynny metal.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie konstrukcję urządzenia według wynalazku w przekroju wzdłużnym a fig. 2 - rozmieszczenie punktów uderzenia gazu na powierzchnię warstewki metalu w widoku z góry.

188 780

Na fig. 1 przedstawiono kolektor miedziany 6 zawierający dwie komory, z których jedna służy do doprowadzenia gazu a druga wody chłodzącej. W komorach tych znajdują się dysze 3, w postaci otworów o średnicy 1 mm, ustawione w dwóch rzędach w szyku przestawnym, z których wypływają strumienie gazu 7. Strumień metalu 1 tworzy na taśmie 2 warstewkę metalu 4.

Na fig. 2 przedstawiono rozmieszczenie punktów 5, w których strumienie gazu uderzają o powierzchnię warstewki metalu 4, gdy dysze ustawione są w szyku przestawnym.

Strumienie gazu 1 uderzają o powierzchnię warstewki metalu 4, płynącej na taśmie transportowej 2 pod kątem 30° do prostej prostopadłej do powierzchni taśmy, w kierunku przeciwnym do kierunku odlewania i hamują przepływ ciekłego stopu. Zgodnie ze zredukowaną prędkością średnią zwiększa się przekrój poprzeczny przepływu metalu aż do zadanego wymiaru tego przekroju. Ponadto przy wyhamowaniu przepływu ciekłego stopu, między punktem nadawania i obszarem wyjścia gazu może powstać zjawisko wyrównywania ciekłego stopu w kierunku poprzecznym do strumienia metalu, w celu osiągnięcia równomiernej grubości warstewki. Działanie strumienia gazu w opisanej formie może być całkowicie wyrównane przy wykorzystaniu rozmieszczenia dysz w postaci grabi, aby osiągnąć równomierne rozłożenie materiału (grabie argonowe Pascala).

Jako dodatkową opcję można zastosować odpowiednie grabie argonowe, aby zapewnić równomierne rozłożenie materiału już na płaszczyźnie dopływu. Dla ujednorodnienia warstewki metalu 4 korzystne jest poza tym zastosowanie oscylacji takich grabi argonowych w kierunku poprzecznym do strumienia metalu.

188 780

Fig.

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

Claims (20)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób ujednorodnienia płynnej warstewki metalu, zwłaszcza warstewki stali wytwarzanej poprzez odlewanie ciągłe, w którym płynny stop nakładany na taśmę bez końca powinien posiadać możliwie równomierną grubość i równomierne właściwości wzdłuż całej szerokości taśmy, znamienny tym, że dla ujednorodnienia warstewki metalu wzdłuż jej szerokości kieruje się do warstewki metalu siły skierowane w kierunku przeciwnym do kierunku przemieszczania się odlewanej taśmy, odchylone pod kątem od 0 do 80° od prostej prostopadłej do taśmy.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że siły te oddziałują poprzez strumień gazu, który kieruje się przeciwnie do kierunku przemieszczania się taśmy.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że po uderzeniu w warstewkę metalu gaz wychwytuje się i doprowadza ponownie.
4. 4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że stosuje się gaz redukujący.
5. 5. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że jako gaz stosuje się gaz obojętny.
6. 6. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że stosuje się gaz wpływający na napięcie powierzchniowe warstewki metalu.
7. 7 Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że gaz podaje się w formie pojedynczych strumieni wypływających w równomiernych odstępach na taśmę.
8. 8. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że gaz podaje się przy podwyższonej temperaturze.
9. 9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wzdłuż szerokości taśmy mierzy się grubość warstewki i według tych sygnałów reguluje się strumień gazu.
10. 10. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że strumień gazu uderza o górną powierzchnię odlewanej taśmy metalowej z taką prędkością, że w płynnym metalu w miejscu uderzenia powstaje zagłębienie o głębokości co najmniej połowy grubości odlewanej taśmy metalowej.
11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na ujednorodnioną warstewkę metalu nanosi się środek przyspieszający krzepnięcie.
12. 12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że na ujednorodnioną warstewkę metalu, jako środek przyspieszający krzepnięcie, nadmuchuje się gaz.
13. 13. Sposób według zastrz. 1 albo 12, znamienny tym, że jako gaz stosuje się gaz utleniający.
14. 14. Urządzenie do ujednorodnienia płynnej warstewki metalu, znamienne tym, że wzdłuż szerokości taśmy w kierunku przeciwnym do kierunku przemieszczania się taśmy transportowej (2), usytuowany jest co najmniej jeden rząd dysz gazowych (3).
15. 15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że zawiera większą ilość usytuowanych jeden za drugim rzędów gazowych dysz (3), usytuowanych wzdłuż szerokości taśmy transportowej (2).
16. 16. Urządzenie według zastrz. 14 albo 15, znamienne tym, że dysze gazowe (3) są przestawione względem siebie w poszczególnych rzędach.
17. 17. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że między dyszami gazowymi (3) i strumieniem metalu (1) usytuowane są wzdłuż całej szerokości taśmy czujniki pomiaru grubości.
18. 18. Urządzenie według zastrz. 15 albo 17, znamienne tym, że między czujnikami pomiaru grubości i dyszami gazowymi (3) usytuowane jest urządzenie regulujące strumień gazu wypływającego z dysz (3).
19. 19. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że ponad taśmą usytuowana jest pojedyncza dysza (3) w postaci wąskiej długiej szczeliny.

    188 780
20. 20. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że ponad taśmą usytuowana jest dysza gazowa (3), z której wypływa większa ilości strumieni gazu.