Izboljšanje kakovosti gredic kvadrat 180 mm z omejitvijo ohlajanja Quality Improvement of Billets Square 180 mm vvith Cooling Limitation G. Manojlovič1, SŽ, Metal Ravne - PE Štore Prejem rokopisa - received: 1996-10-04; sprejem za objavo - accepted for publication; 1997-04-21 Raziskava vpliva omejitve ohlajanja gredic z izolacijskim tunelom na kakovost površine in notranjosti kontinuirano odlitih gredic 180 x 180 mm. Ključne besede: jeklo, konti naprava, gredice, izolacija, hitrost odlivanja, temperatura, kakovost The limitation effect of cooling of continuously čast billets square 180 mm with an insulating tunnel on quality of their surface and interior was investigated. Key words: steel, continuous casting machine, billets, insulation, casting speed, temperature, quality 1 Uvod Pri kontinuiranem odlivanju gredic dimenzij 180 x 180 mm z optimalnimi parametri odlivanja so bile le-te pred ravnalnimi stroji ohlajene pod temperaturo plastične deformacije, ki bi omogočala njihovo ravnanje iz polmera 6/11 m brez razpok na robovih zgornjih ploskev. Za kakovostno odlivanje gredic naj bi bil skupni raztezek na vseh ravnalnih točkah max. 1,2%. V konkretnem primeru je ta raztezek pri prvi točki ravnanja 0,682% in pri drugi 0,818%, skupaj 1,5%. Da bi se izognili površinskim napakam, smo povečali hitrosti odlivanja in na ta način dosegli temperaturo gredic pred ravnalnimi stroji cca 1130°C, kar je zadoščalo za ravnanje brez robnih razpok. Nasprotno pa so bile bolj ali manj izrazite notranje napake v gredicah: lunkerji, razpoke na meji tekočega korena, majhni lunkerji kot posledica strjevanja mini ingotov in porozna sredina. Za jekla, manj občutljiva za površinske razpoke, in lažje varljiva jekla smo iskali kompromisne rešitve pri odlivanju, medtem ko smo prenehali odlivanje bolj zahtevnih jekel v gredice 180 in 220 mm2. Za odpravo težav smo, poleg vrste ukrepov, izdelali tudi izolacijske tunele na transportni poti gredic pred ravnalnimi stroji (slika 1). 2 Eksperimentalno delo Izhajajoč iz znanega dejstva, da nižje hitrosti odlivanja zmanjšujejo notranje napake, smo iskali rešitve, kako pri polmeru naprave 6/11 m pripeljati gredice v ravnalne stroje z zadostno in enakomerno temperaturo na njihovi površini. Izdelali smo 3,2 m dolge izolacijske tunele in jih postavili v spodnji del sekundarne cone hla- 1 Gojko MANOJLOVIČ. dipl. inž. SŽ METAL Ravne. PE Šlorc Železarska 3. 3220 Štore jenja, pred ravnalnimi stroji. S tem smo omejili ohlajanje gredic v tem območju in izboljšali enakomernost temperature na površini. To je omogočilo znižanje hitrosti odlivanja za 15% do 20% ob nezmanjšani temperaturi gredic v ravnalnih strojih. Med odlivanjem smo spremljali vse pomembne parametre, od medponovce do razreza gredic na škarjah. Sproti smo merili temperature površine gredic pred ravnalnimi stroji in pred škarjami ter kontrolirali stanje površine. Za potrebe preiskav smo izdelali vrsto vzdolžnih in prečnih presekov gredic, odlitih vzporedno z izolacijo in brez nje. Ravno tako smo kontrolirali površino in notranjost valjancev iz tako odlitih gredic. Rezultati so bili v mejah pričakovanja, saj so se bistveno zmanjšale notranje napake v gredicah, ne da bi se poslabšala njihova površina. Rezultate smo po obdelavi uporabili za spremembo tehnologije odlivanja na konti napravi. Na sliki 2 je prikazano odlivanje z različnimi hitrostmi in temperaturami vsake žile. Na tretji liniji je bil izolacijski tunel. Prva linija, skrajno levo, je imela Slika t: Izolacija na 3. liniji Figure 1: Insulation on the CCM third strand Slika 2: Naprava med odlivanjem Šarža 23599 Jekla 42CrMo4 180 x 180 mm T„, = 1532°C Vi = 1,6 m/min.. Ti = I 165°C Vi = 1-4 m/min., T2 = 1145°C V3 = 1.2 m/min.. Tj = 1130°C Figure 2: CCM during casting Heat No. 23599 Steel grade 42CrMo4 Square 180 mm Tm = 1532°C V, = 1.6 m/min.. Ti = 1165°C V2 = 1.4 m/min., T2 = 1145°C V3 = 1,2 m/min.. Tj = 1130°C hitrost 1.6 m/min, druga 1,4 m/min in tretja z izolacijo, 1,2 m/min. Tudi na pogled so opazne temperaturne razlike med linijami, ki so v sorazmerju s hitrostmi odlivanja, inteziteto ohlajanja in prispevkom izolacije na tretji liniji. Po odrezu gredice na škarjah je bila vidna minimalna temperaturna razlika po preseku gredice, odlite z izolacijo, medtem ko je ta razlika občutna pri gredicah, od-litih brez izolacije. V sredini gredice je navadno vidna močno svetleča se lisa, ki ustreza komaj strjeni sredini. To pomeni, da se temperatura gredice izenači po preseku zaradi izolacije in nižje hitrosti odlivanja. Na sliki 3 so prikazani Baumann-ovi odtisi vzdolžnih presekov gredic, odlitih z različnimi hitrostmi, in z izolacijo tretje linije. Gre za vzorce iz šarže št. 23599 (slika 2). Obe sliki prikazujeta "šolski primer" vpliva temperature gredice in hitrosti odlivanja na kakovost notranjosti gredic. Preiskave vpliva izolacije na kakovost gredic smo naredili tudi na presekih gredic 140x140 in 220x220 mm. V vseh primerih so nedvomni pozitivni učinki, s tem da so večji pri večjih formatih gredic, kjer so sicer napake večje. Slaba stran uporabe izolacije linij je večja obremenitev izoliranega dela vodila gredic, ki pa smo ga rešili z izdelavo vodil z notranjim hlajenjem. Po teh preiskavah in izboljšavah na vodilih gredic smo izdelali izolacijo na vseh treh linijah konti naprave in ustrezno spremenili tehnologijo odlivanja. Ta se redno uporablja pri odlivanju gredic 180x180 mm, kije glavna usmeritev bodoče proizvodnje. i mmm Sip mnsBBM mgSm m M M*mm I fm** 414 i mmemrnim "d .Z' m 'm mmmMmb dmms^ 2. žila, V=l,4 m/min m ismm 4 1. žila, V=l,6 m/min Slika 3: Baumannovi odtisi vzdolžnih presekov gredic Šarža št.: 23599 Jeklo: 42CrMo4 Presek: 180x180 mm 1 st strand, V1 = 1.6 m/min 2nd strand, V2= 1.4 m/min Figure 3: Sulphur prints of billet longitudinal cross-sections Heat No. 23599 Steel grade 42CrMo4 Square 180 mm Si r- i. if i > fv 'V I ssnMm^Mmm. t- iimmšm IfiSili i^M Stili mmšmmgmšš ms^^mm , ■ -v - v, ' * m .?• --.'fM,'iV ■■ v<\-<&%-<•' .v i; J« ■ * ■ ■ 3. žila, V=l,2 m/min 3rd strand, V3=1.2 m/min 3 Sklep Z izolacijo linij pred ravnalnimi stroji v dolžini 3,2 m smo omejili ohlajevanje gredic za cca 40°C, kar je omogočilo znižanje hitrosti odlivanja do 20%. S tem se je izboljšala kakovost notranjosti gredic brez posledic za površino. V skladu s tem je bila spremenjena tehnologija odlivanja na konti napravi, ki se redno uporablja in daje dobre rezultate pri odlivanju gredic 180x180 mm. Raziskave so tudi potrdile potrebo po modernizaciji nekaterih delov konti naprave, ki bodo dodatno prispevali h kakovostnemu odlivanju najzahtevnejših jekel sedanjega programa in k osvajanju nekaterih drugih vrst jekel, kijih do sedaj še nismo izdelovali v jeklarni v Što-rah.