Промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовок

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 511 с В 22 D 11/10

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР (21) 3710811/22-02 (22) 16.03.84 (46) 07.02,86. Бюл. № 5 (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (72) Б.А. Коротков, О.Е. Молчанов, Г.А. Ерин, В.М, Кукарцев, В.М. Паршин, P.М. Мыльников, В.И. Панин и М.А. Цветков (53) 621.746.27 (088 ° 8) (56) Патент Японии ¹ 53-8533, кл. В 22 D 11/10, 1978. (54)(57) 1. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ KOBUl МА—

ШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК, содержащий вертикальную перегородку между листом ввода струи металла из сталеразливочного ковша и разливочным стаканом, при этом в нижней части перегородки выполнено наклонное отверстие, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества металла и увеличения выхода годных заготовок из высоколегированных марок стали, перегородка содержит по крайней мере два отверстия, расположенных одно над другим, при этом ось нижнего отверстия составляет с горизонталью угол 0-10, а ось каждого последующего отверстия. наклонена к оси прео дыдущего на 5-25, причем диаметр нижнего отверстия меньше диаметра верхнего, а суммарная площадь всех отверстий перегородки равна 2,54,6 площади отверстия разливочного такана.

2. Ковш по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что величина диаметра каждого отверстия в перегородке прямо пропорциональна сумме отрезка по оси отверстия от перегородки до пересечения с вертикалью через раэливочный стакан и отрезка по этой вертикали до стакана.

1209362

Изобретение относится к металлургии в области непрерывного литья, в частности к конструкции промежуточных ковшей.

Цель изобретения — улучшение качества металла и увеличение выхода годных заготовок из высоколегированных марок стали.

На фиг.1 и 2 показан пример выполнения промежуточного ковша.

В промежуточном ковше 1 перегородкой 2 отделена от остального объема 3 приемная часть ч. Отдельные части ковша 1 соединены между собой отверстиями 5, оси которых составляют с горизонталью различные углы.

В промежуточном ковше 1 установлен стакан 6 и на поверхности металла 7 наведен слой теплоизолирующей смеси 8.

Выполнение двух и большего числа отверстий в вертикальной перегородке обеспечивает повышение качества заготовок (в основном поверхности) из высоколегированных марок стали за счет уменьшения объема металла, подаваемого в разливочную часть промежуточного ковша открытой струей, поскольку по мере повышения уровня металла в этой части подача металла через нижние отверстия будет осуществляться затопленными струями.

Кроме того, увеличивается и выход годного, поскольку при выполнении нескольких отверстий в перегородке уменьшается расстояние от нижнего отверстия до дна ковша, что обуславливает и меньшую величину оставшегося нераэлитым остатка металла в ковше (при горизонтальном нижнем отверстии на уровне дна потери исключаются полностью), что важно в первую очередь для высоколегированных, т.е. дорогостоящих марок стали.

Выполнение в перегородке нескольких отверстий и определенная взаимосвязь направлений их осей обеспечивает повышение качества заготовок особенно из высоколегированных сталей, содержащих легкоокисляющиеся элементы, поскольку увеличивается эффективность очищения металла. от неметаллических включений из-за вовлечения в обработку всего объема расплава при сниженной неоднородности температурного поля, а также резкого увеличения пути движения рас

45 плава в разливочной части промежуточного ковша, что в совокупности облегчает коагуляцию и всплывание включений. С участием в обработке всего объема расплава связана и более высокая однородность качества при устойчивом низком содержании неметаллических включений в загoTQB ках эа счет уменьшения объема

"застойных" областей расплава в раз- . ливочной части промежуточного ковша.

Регламентация суммарной площади сечения каналов отверстий в перегородке обеспечивает повышение качества заготовок эа счет контролируемого малого времени заполнения разливочной части промежуточного ковша преимущественно затопленными струями через нижние отверстия в перегородке, т.е. с минимальным ! развитием окисления элементов расплава в атмосфере воздуха, и увеличение выхода годного эа счет гарантируемой подачи металла с требуемым расходом через нижнее отверстие в перегородке, что обеспечивает низкие потери металла, неразлитого из приемной части промежуточного ковша.

Увеличение диаметра канала отверстия в перегородке в определенной зависимости от положения отверстия и наклона его оси обуславливает повышение качества заготовок, главным образом за счет снижения неоднородности обработки расплава, поступающего в разливочную часть через различные отверстия, поскольку для каждого из них обеспечивается одинаковая "дальнобойность" струй, так как снижение скорости потока по оси струи с увеличением расстояния от днища компенсируется увеличением ее диаметра, а следовательно, и содержание включений в расплав, поступающем к разливочному стакану, будет характеризоваться близкими значениями для разных отверстий °

Нижнее значение угла между осью нижнего отверстия и горизонталью принято равным О для случая разливки одиночными плавками весом до

100 т, поскольку здесь неразлитый иэ приемнои части промежуточного ковша металл существенно влияет на выход годных заготовок и поэтому отверстие целесообразно располагать на уровне дна. Верхнее же значение

3 угла принято для варианта серийной разливки, когда остаток металла в промежуточном ковше не оказывает заметного влияния на общий выход годных заготовок для случая подачи металла через два отверстия в перегородке промежуточного ковша небольших размеров с учетом необходимости перемешивания всего металла в приемной части ковша, т.е. приблизительно равнорасположенными струями.

Нижнее значение угла между осями смежных отверстий принято равным 5 для случая разливки стали в крупные слябовые заготовки по схеме "один промежуточный ковш — два ручья и трех-четырех отверстий в каждой перегородке. Этот вариант характеризуется большим расстоянием между разливочными станами в промежуточном ковше, что и обуславливает малое значение угла. Верхнее значение угла о принято равным 25 исходя из условия разливки по схеме один промежуточный ковш — один ручей" с небольшим расстоянием между осями стакана разливочного и промежуточного ковшей и двух отверстий в перегородке, причем промежуточный ковш принят увеличенной высоты (1,5 м).

Суммарная площадь отверстий определена из условия минимального перепада высоты металла в приемной и разливочной частях промежуточного ковша в процессе разливки и времени его наполнения, а также возможности окончания разливки металла из приемной части ковша через одно нижнее отверстие. Нижний предел площади отверстий, равный 2,5 площади отверстия разливочного стакана, соответствует перегородке с двумя отверстиями, верхний, равный 4,6 — перегородке с тремя-четырьмя отверстиями, Промежуточный ковш работает следующим образом.

В начале разливки жидкую сталь подают из сталеразливочного ковша в приемную часть 4 промежуточного ковша 1, откуда она сначала через нижнее, затем через нижнее и среднее и, наконец, через все отверстия 5 в перегородке 2 поступает в разливочную часть 3, обеспечивая минимальное время ее наполненияпреимущественно затопленными в металл потоками. В.процессе разливки сталь поступает из приемной части 4

1209362

55 тремя отдельными потоками в разливочную часть 3 и далее через разливочный стакан 6 в кристаллизатор.

В конце разливки по мере снижения уровня металла в приемной части 4 последовательно прекращается подача металла в разливочную часть 3 промежуточного ковша сначала через верхнее, затем среднее и, наконец, через нижнее отверстие 5.

Пример 1. Разливают на двухручьевой УНРС из 100 т ковша сериями по 8 плавок стали 10Х18Н10Т

B кристаллизаторы сечением 200 "

I l550 мм со скоростью 0,8 м/мин через промежуточный ковш длиной

7СОО мм, высотой (по футеровке)

1000 мм. Расстояние между разливочными стаканами промежуточного ковша 6000 мм, металл в промежуточный ковш подают поочередно через один из шиберных затворов, расстояние между которыми 1500 мм. Диаметр стакана 60 мм.

В промежуточном ковше симметрично его малой оси установлены две вертикальные огнеупорные перегородки, отстоящие одна от другой на

25О0 мм. Перегородки имеют толщину

150 и снабжены двумя отверстиями каждая: одно диаметром 80 мм наклоО нено под углом +5, другое диаметром 100 мм наклонено под углом а

+15 . Первое отверстие расположено на расстоянии 200 мм от дна, второе . отверстие — 350 мм от дна. Диаметры канала отверстий пропорциональны пути металла через отверстие до разливочного стакана, равного соответственно 2050 и 2750 мм.

Благодаря рассредоточенному подводу металла в разливочную часть промежуточного ковша, обуславливающему минимальное окисление первых порций металла и его эффективное очищение от неметаллических включений, полученные заготовки в отличие от прототипа характеризуются высоким и однородным по длине качеством поверхности — глубина залегания поверхностных дефектов не превышает

10 мм (потери металла при зачистке перед прокатной 80 кг/т). Вследствие этого прокатка металла проходит устойчиво. (не более 27 недокатов).

Пример 2. Разливают. на одноручьевой УНРС из 50 т ковша сталь 12Х18Н10Т в кристаллизатор сечением 200к1200 мм со скоростью

Получаемые заготовки характеризуются высоким качеством, в первую очередь имеют низкое содержание неметаллических включений. Вследствие этого выход высших групп каЗО чества поверхности холоднокатаного металла из них достигает 80-90 .

Применение предлагаемого промежуточного ковша повышает качество жидкой стали за счет снижения окис > ленности первых порций металла и увеличения эффективности очищения металла от неметаллических включений, а также снижает потери металла в виде скрапа, остающегося в ковше

40 после разливки. 7ыс. Я

Составитель Б. Сирота

Техред О.Бащишина Корректор И. Эрдейи

Редактор С. Лыжова

Тираж 7 57 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 362/16

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

5 12

0,6 м/мин через промежуточный ковш длиной 2000 мм, высотой

900 мм и расстоянием между местом ввода струи из разливочного ковша и разливочным стаканом .(его диаметр

60 мм) промежуточного ковша, равным

1350 мм.

Промежуточный ковш дополнительно оборудован на расстоянии 1100 мм от стакана вертикальной огнеупорной перегородкой высотой 800 мм и толщиной 150 мм. В перегородке выполнены отверстия: горизонтальное в нижней части под углом +7,5 на расстоянии 250 мм от низа и под углом +12,5 на расстоянии 450 мм от низа. Диаметры канала отверстий равны 60 и 70 и 80 мм соответственно длинам пути движения металла от каждого отверстия до стакана—

1150 мм для горизонтального, 1340 мм для наклонного под углом о

+7 5 и 1560 мм для наклонного под о углом +12,5 отверстий.

Предложенное расположение отверстий в перегородке исключает потери металла в промежуточном ковше (скрап в приемной части ковша) и обеспечивает высокое качество заготовок (глубина залегания дефектов менее 10 мм), в том числе концевых частей и проката из них (выход годного 85 ).

Пример 3. Разливают на двухручьевой УНРС из 30 т ковша сталь 10Х18Н9 в кристаллизатор сечением 180 400 мм со скоростью

0,8 м/мин через промежуточный ковш длиной 3300 мм, высотой 1500 мм.

Расстояние между разливочными стака09362 Ь нами промежуточного ковша 2600 мм, в промежуточный ковш металл подают через один шиберный затвор по центру ковша. Диаметр разливочного стакана 40 мм, В промежуточном ковше симметрично его малой оси установлены две вертикальные огнеупорные перегородки, отстоящие одна от другой на 800 мм. Толщина перегородок

10 120 мм. В каждой перегородке выполнены три отверстия: одно — диаметром

20 мм (горизонтальное), второе— диаметром 35 мм (под углом +25 ), третье — диаметром 50 мм под уго

15 лом +35, первое отверстие располо.жено внизу перегородок, второе — на . расстоянии 350 мм от дна ковша, а третье — на расстоянии 650 мм от дна ковша. Диаметры канала отвер20 стий пропорциональны пути металла через каждое отверстие до разливочного стакана, которые соответственно равны 900, 1600 и 2400 мм.