Способ непрерывной разливки металла и устройство для его реализации

 

1. Способ непрерывной разливки металла, включающий подачу его под уровень в кристаллизатор через глуходонный с.такан с отверстиями, сгруппированными на нескольких уровнях по его высоте, отличающий с я тем, что, с целью повышения качества слитка путем создания дополнительных центров кристаллизации , 5-10% от общего количества разливаемого металла подают над уровнем кристаллизатора и дробят его на капли с одновременным воздействием потоком газового охладителя. Од о ел

союз советских

СОЦИАЛИСтичЕСких

РЕСПУБЛИН (19) (И) g 1) B 22 0 11/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

М. АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Госуд АРстненнь(Й коюитет сссР по делАм изоБРетений и отнРытий (21) 3365083/22-02 (22) 21.12.81 (46) 07.05.83. Бюл. Ж 17 (72) В. С. Есаулов, В. Ф. Поляков, В. А. Николаев, В. И. Семеньков, И. А. Леонов и М. И. Дзюба (71) Институт черной металлургии (53) 621. 746.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 468622, кл..В 22 Э 11/10, 1975.

2. Патент фРГ ¹ 1287752, an. В 22 9 11/10, 1975. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ NETAlQIA И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО .

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ непрерывной разливки металла, включающий подачу его под уровень в кристаллизатор через глуходонный стакан с отверстиями, сгруппированными на нескольких уровнях по его высоте, отличаютййс ятем, что, с целью повышения качества слитка путем создания дополнительных центров кристаллизации, 5-107 от общего количества разливаемого металла подают над уровнем кристаллизатора и дробят его на капли с одновременным воздействием потоком газового охладителя, 10ЫОГ>1

2 распределительного стакана с боковыми каналами на нескольких уровнях no его высоте, все боковые каналы располагаются в объеме металла, в результате чего нет условий для снятия перегрева с расплава и зарождения дополнительных центров кристаллизации. Улучшения макрострук туры при таком варианте разливки практически не происходит.

Цель изобретения — повышение качества слитка за счет создания дополнительных центров кристаллизации.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу непрерывной разливки металла, включающему подачу его под уровень в кристаллизатор через глуходонный стакан с отверстиями, сгруппиро- в.анными на нескольких уровнях по его высоте, 5-10/o от общего количества разливаемого металла подают над уровнем кристаллизатора и дробят его на капли с одновременным воздействием потоком газового охладителя.

Устройство для осуществления способа, содержащее разливочную емкость с глуходонным каналом, имеющим отверстия, сгруппированные на нескольких уровнях по его высоте, снабжено обечайкой, опоясывающей стакан с системой подвода в нее газового охладителя, и электродами, установленными в корпусе обечайки гротив верхних выходных отверстий стакана и в металлоприемнике, 1

Изобретение относится к черной ме» таллургии, в частности к сталеплавильному производству, и может быть использовано при непрерывной разливке, металлов.

Специфической особенностью кристаллизации непрерывнолитого слитка является наличие жидкой фазы большой протяженности, в связи с чем получают развитие ликвационные процессы при затвердевании стали и возникают различные внутренние 1р дефекты слитка.

Известные способы обработки, направленные на улучшение качества центральНоА части непрерывнолитой заготогки, предусматрнва =. снятие перегрева жидкой стали, например„ за счет введения в струю металла в процессе разливки металлических гранул (1 ) .

Однако применение. указанных способов воздействия на процесс кристаллизации затруднено, поскольку это требует специального производства для изготовления используемых материалов и устройств для их ввода в металл, Наиболее блпзк;.м к предлагаемому по технической сущности и достигаемому .:".фекту является способ, реализуемый с помощью устройства, направленный на повышение качества непрерывнолитой заготовки за счет использования глуходон- 30 ных стаканов с боковыми отверстиями, расположенньnли на нескольких уровнях по высоте 2 ) .

Указанный способ позволяет за счет улучшения готока и распределения жидкой

"..тали в кристаллизаторе, а также взаимного гашения вытекающих струй из сталеразливочного стакана улучшить качество поверхности непрерывнолитой заготовки и снизить загрязненность металла неметаллическими включениями. Однако заметного улучшения макроструктуры заготовки,. бсобенно в ее осевой зоне при использовании этих способов не происходит, так как .-.огласно способу, реализуемом при помощи

2, Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее разливочную емкость с глуходонным каналом, имеющим отверстия, сгруппированные на нескольких уровнях по его высоте, о т л и ч а ю— ш е е с я тем, что оно снабженообечайкой, опоясывающей стакаit с системой подвода в нее газового охладителя, и электродами, установленными в корпусе обечайки против верхних выходных отверстий стакана и в металлоприемнике.

На чертеже представлено устройство, пеализуюшее предлагаемый способ.

Устройство включает в себя металло-, приемник 1 и сочлененный с ним глуходонный стакан 2 с боковыми отверстиями 3 и 4., сгруппированными на нескольких уровнях по его высоте. Нижние выходные отверстия заглублены в металл, находящийся в кристаллизаторе 5, а верхние расположены над зеркалом металла.

Обечайка 6 опоясывает стакан 2 и кре3 10160

51 4 честве 10% снимает перегрев с разливаемой стали примерно на 20 С. Дальнейшее увеличение количества заливаемых гранул приводит к переохлаждению мениска в криеталлизаторе и способствует образованию настылей.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом, Металл из металлоприемника поступает через глуходонный стакан в кристаллизатор, причем последний устанавливаеъся так, что часть расплава через верхние боковые каналы поступает в газовую фазу. Против верхних боковых каналов в корпусе обечайки располагаются электроды, которые соединены с электродом в металлоприемнике через источник тока высокой плотности. В месте подвода струй через верхние каналы и электродами за счет образования пинч-эффекта происходит разрушение потока расплава на отдельные капли и гранулы, которые, охлаждаясь при падении в газовой атмосфере, поступают в металл кристаллиэатора. Последние, растворяясь в металле, снижают теплоту перегрева и создаются дополнительные центры кристаллизации, что в конечном счете приводит к улучше« нию макроструктуры непрерывного слитка.

1О

Данный способ наиболее эффективен при отливке заготовок круглого или квадратного сечения. Например, для кристаллизаторов круглого или квадратного сечения площадью 0,1-0,15 м целесообразно иметь в глуходонном стакане диаметр нижних и верхних боковых отверстий соответственно 30 и 10 мм. Плотность тока для разрушения струи диаметром

10 мм составляет 5000 А, напряжение 30-40 В. Высота расположения верхних боковых каналов над зеркалом металла составляет 0,3-0,4 м.

Таким образом, использование предлагаемого способа непрерывной разливки по сравнению с известным поз юляет главным образом за счет превращения части. разливаемого металла в твердые гранулы и одновременной подачи их в расплав улучшить качество макроструктуры заготовки, предотвратить возможность повышения загрязненности стали, например, при вводе охладителей в виде железной дроби или порошка и тем самым повысить механические свойства литого и катанного ме алла - на 30-35%, Исследования показывают, что подача металла через верхние отверстия.в коли- пится к днищу металлоприемника 1. В металлоприемнике и в корпусе обечайки против верхних выходных каналов 4 вмонтированы электроды 7 и 8, а через отверстие 9 подается поток газового охладителя. Электроды в корпусе обечайки и в металлоприемнике соецииены с источ- . ником постоянного тока 10 высокой плотности, на который подаются заряды противоположной полярности.

Расположение, по крайней мере, одного (верхнего) уровня отверстия выше зеркала .металла в кристаллиэаторе -и подача через него части металла в газовую фазу (возможна также прдача в шлаковую 1 фазу определенной толщины) способствует превращению этого расплава в отвердевшие гранулы 11 и погружению их в процессе разливки через мениск в металл. Получаемые при такой установке М каналов стакана отвердевшие гранулы в процессе разливки постоянно погружаются в металл, обеспечивают переохлаждение расплава и зарождение дополнительных центров кристаллизации и тем самым способствуют улучшению макроструктуры слитка.

Пример.. Исследования показывают, что для повышения качества слитка с учетом технологичности процесса не- 36 обходимо через верхние боковые каналы подавать металл в количестве 5-10% от общего количества разливаемого металла. Расчеты и результаты экспериментов показывают, что в результате 3$ дробления металла, истекающего через верхние боковые отверстия, образуются отвердевшие гранулы диаметром примерно от 2,0 до 7,0 мм. Учитывая высоту падения гранул в пределах 0,3-0,4 м и 1О эффект воздействия газового (инертного) охладителя в обечайке, температура отвердевших капель диаметром 2,0-3,0мм составляет 1200-1250 С, а капель диаметром 4,07,0 мм 1300-1350 С.

Введение гранул в количестве 5% от массы разливаемого металла обесгечивает снятие пеоегрева с разливаемой стали на 10-12 С, что обеспечивает зарождение в объеме металла достаточного количеств

50 ва центров кристаллизации для измельчения структуры слитка и улучшения свойств литого и катанного"металла. Пропускать через верхние боковые отверстия менее

5% металла нецелесообразно и технологически очень затруднено.

5 1016051 6

Ожидаемый экономический эффект при соответственно, увеличения выход гоаиспользовании предло:аемого способа не- ного. прерывной разливш металла и устройстВа Ожидаемый годовой экономический для его реализапии может быть получен эффект при производстве 1 млн. т стали за счет улучшения качества металла и, у составляет 230 тыс. руб.

Составитель Г. Борисов

Редактор Л. Авраменко Текред М.Кл;- тура Корректор М, Шароши

Заказ 32 78/ 1 l Тираж 8 13 Подписное

ВНИИПИ Государственного ком итета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Реуп -.кая наб., д. 4/,;

Филиал ППП "Патент, 1. Ужгород, ул. Проектная, 4