Способ непрерывной разливки стали через секционный промежуточный ковш

 

Изобретение относится к металлургии черных металлов, в частности к непрерывной разливке металлов и сплавов. Целью изобретения является повышение качества непрерывно-литого металла за счет стабильного содержания микролегирующих элементов и повышения степени их усвоения. Для этого реагенты (микролегирующие элементы ) и инертный газ подают во встречных направлениях в вертикальный металлопро-- водящий канал с расходом в зависимости от скорости разливки V равным , где ,4726-4,726 кг/м; , где ,70- 4,18 нм /мин. Микролегирующие элементы подаются с помощью порошковой проволоки сверху через щелевой канал, а инертный газ снизу через фурму. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 3 табл.

, АРФУ ф

К @:

C0IQ3 COBETCKI

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

rsI>s В 22 0 11/10

ГОСУДАРСТВЕ Н1 Il>l Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДETEflbCTBY (21) 4853261/02 (22) 01,06.90 (46) 07,03,92 Бюл, N. 9 (71) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" им. С.Орджоникидзе (72) Q.Â.Íîñî÷åíêî, Б.Ф.Белов, А.И,Троцан, В,Г.Ленский, Г,А.Николаев, B.Ï.Ëîèê, И,О.Юшко, M,Ï.Ëîèê, M.À.Ïo>êèâàíîâ и

И.Л,Бродецкий (53) 621.746,047 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1508433, кл, В 22 0 11/10, 1987, (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ

СТАЛИ ЧЕРЕЗ СЕКЦИОННЫЙ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ (57) Изобретение относится к металлургии черных металлов, в частности к непрерывИзобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке металjIoB и сплавов, Известен способ, в котором при непрерывной разливке стали используют секци-. онный промежуточный ковш KRK самостоятельный агрегат для внепе <ной обработки металла химически активными реагентами (РЗМ, ЩЗМ) и др,). Сущность данного способа заключается в том. что в приемной секции наводится рафинироаочный шлак, а в разливочной секции синтетический шлак, содержащий компоненты микролегирующих элементов, куда дополнительно порошковыми лентами (проволоками) вводят еще микролегирующие элементы для очищения с их помощью границ зерен

QT охрупчивающих RKëþ÷ñíèé, „„SU „„1717279 А1 ной разливке металлов и сплавов. Целью изобретения является повышение качества непрерывно-литого металла за счет стабильного содержания микролегирующих элементов и повышения степени ихусвоения.

Для этого реагенты (микролегирующие элементы) и инертный газ подают во встречных направлениях в вертикальный металлопроводящий канал с расходом в зависимости от скорости разливки 9 равным m<=Ki 9, где

К>-0,4726-4,726 кг/м; mz=Kz9, где К2=3,704,18 нм /мин. Микролегирующие элементы

3 подаются с помощью порошковой проволоки сверху через щелевой канал, а инертный газ — снизу через фурму. 1 з,п.ф-лы, 1 ил., 3 табл.

Однако этот способ имеет ограниченное применение, так как не позволяст решить вопрос глубокого рафинирования и дегазации стали.

Известен способ, где используется проме>куточный ковш с приемной и разливочной секциями, соединенными герметизированным вертикальныл1 металло,рово дом, оснащенным системой вакуул1ирования. Металлопроводящий канал с увеличивающимся сечением по высоте соединен в нижней части с приемной секцией горизонтальным каналом, а в верхней — щелевым каналом, направленныигл вверх под углом 20 +. 10 к горизонту. с разливочной секцией, Металл обрабатывается порошковыми реагентами в струе инверторного газа через фурму в нижней части вертикального металлопроводящего канала.

1717279

Недостатками известного способа разливки стали являются неполное рафинирование металла по неметаллическим включениям и вредным газам, относительная низкая степень усвоения вводимых химических активных элементов с целью микролегирования ими стали, а также неравномерное распределение микролегирующих элементов в стали из-за несовершенства способа ввода порошкообразных реагентов в струе аргона (комкование порошков, затягивание фурмы, неконтролируемость расхода вводимых добавок), Цель изобретения — повышение качества непрерывно-литого металла за счет стабильного содержания микролегирующих элементов и повышения степени их усвоения.

Поставленная цель достигается тем, что реагенты (микролегирующие элементы) и инертный газ подаются во встречных направлениях в вертикальный металлопроводящий канал с расходом в зависимости от скорости разливки v m> = Ктч (где К = 0,4726—

4,726 кг/м) и т = Кг.v (где Кг = 3,70—

4,18 нм /мин соответственно. Причем микз ролегирующие элемен fbl подаются с lloмощью порошковой проволоки через щелевой канал (или через возможный канал в вакуумной система) сверху, а инертный газ — снизу через фу. му.

Все это позволяет получить непрерывно-литой металл с низким содержанием неметаллических включений, вредных газов, с размытой осевой ликвацией в литых слябах, повысить степень усвоения микролегирующих элементов и гарантированно получать равномерное их остаточное содержание в готовом металле в узких пределах, что необходимо для обеспечения высоких стабильных изотропных механических свойств толстолистового металла, который катается согласно химсоставу стали в одном определенном режиме, и управлять этими свойствами через контролируемую прокатку.

Промышленные эксперименты показали, что ввод микролегирующих элементов порошковыми проволоками и инертного газа в металлопровод во встречных направлениях при заданных расходах позволяет достигнуть самых благоприятных условий рафинирования и микролегирования металла за счет увеличения времени взаимодействия вводимых добавок с жидким металлом и контролируемой дозировки их в зависимости от скорости разливки металла.

Расход вводимых микролегирующих элементов m< = К v (где К = 0,4726—

4,726 кг/м) обусловлен тем, что если расход меньше 0,4726 кг/м. v, то не наблюдается эффективного рафинирования металла изза недостаточного количества реагентов.

При расходе более 4,726 кг/м V наблюдает5 ся снижение степени дегазации металла и очищения его от неметаллических включений, затягивание сталеразливочных стаканов промковша, т.е. ведет к ухудшению качества непрерывнолитого металла.

10 На основании гидравлического моделирования установлен расход инертного газа вг = Кг ч (где К2 = 3,70 — 4,18 нм /мин, з который обусловлен тем, что если газа подается меньше 3,70 нм /мин, то не обеспез

15 чивается оптимальный режим движения газожидкостной смеси через вертикальный металлопровод, так как поток получается вялый с завихрениями, что ухудшает ассимиляцию неметаллических включений шлаком

20 в разливочной секции. При расходе газа более 4,18 нм /мин ч газожидкостная смесь прошедшая вертикальный металлопровод, вызывает бурление синтетического защитного шлака в разливочной секции и дополни25 тельное окисление из-за захвата кислорода из атмосферы, что в целом ухудшает качество слябов.

Пример, На двухручьевой криволинейной машине непрерывного литья загото30 вок разливают трубную сталь 09Г2БТ со скоростью 0,7 м/мин.

Металл из сталеразливочного ковша 1 емкостью 350 т через защитный стакан 2 поступает в приемную секцию промежуточ35 ного ковша 3 длиной 7,12 м, шириной и высотой 1, 5 м, куда предварительно засыпают рафинированный шлак. Перегородка имеет верти кал ьн ый металл оп ро водя щий канал 4 размером внизу 0,060 м, вверху

40 0,090 м, который соединен внизу с приемной секцией горизонтальным каналом сечением 0,015 м, а вверху на высоте 0,7 м от дна промковша с разливочной секцией щелевым каналом сечением 0,055 м, ось которо2

45 го наклонена под углом 15 к горизонту.

Внизу стенки со стороны разливочной сек2 ции имеется канал сечением 0,005 м для слива металла из приемной секции и вертикального металлопровода в разливочную

50 секцию промковша после окончания разливки, Из приемной секции металл через подводящий горизонтальный канал заполняет вертикальный металопроводящий канал, После частичного заполнения их

55 металлом через фурму в вертикальный металлопроводящий канал подают аргон, а в щелевой канал навстречу порошковую проволоку 5, содержащую один из микролегирующих элементов; силикокальций (СК вЂ” 25), титан, Р3М, с помощью специального. уст1717279

55 ройства (трайб- аппарат). В начальный момент при малом расходе газа и проволоки наблюдается режим барботажа, с увеличением расхода газа этот режим переходит в пузырьково-снарядный режим движения га- 5 зожидкостной смеси, которая поднимается до щелевого канала и сливается в разливочную секцию промковша, где наводится предварительно синтетический шлак. С дальнейшим увеличением расхода газа ус- 10 танавливается турбулентно-пенный режим движения газожидкостной смеси, открывают стопор в промковше, и металл попадает в кристаллизатор 6 сечением 250 х 1650 мм.

Непрерывную разливку стали начинают при 15 установлении динамического равновесия между уровнями металла в вертикальном металлопроводе, приемной и разливочной секций как 1,6:1,0:1,4 соответственно.

Для установления оптимального спосо- 20 ба непрерывной разливки стали проведены серии промышленных плавок.

Результаты обработки трубной стали

09Г2БТ аргоном (вакуумом) и порошковой проволокой, содержащей силикокальций 25

СК вЂ” 25, титан и Р3М приведены в табл. 1 — 3 соответствен но.

Из результатов, приведенных в табл..13, следует, что предлагаемый способ непрерывной разливки стали. состоящий из 30 обработки металла в вертикальном металлоп роводя щем канале (я вля ющемся соединительным каналом приемной и разливочной секциями) микролегирующими элементами и инертным газом во встречных 35 направлениях с расходом в зависимости от скорости разливки v, соответственно п =

= К1 ч (где К1 = 0,4726 кгlм) и mz = К2 и (где

К2 = 3,70 — 4,18 нм /мин). Причем микроле2 гирующие элементы подаются с помощью 40 порошковой проволоки через щелевой канал сверху, а инертный газ — снизу через фурму. При использовании предлагаемой технологии повышается качество непрерывнолитого металла относительно извест- 45 ного способа снижается содержание неметаллических включений на 50-40 водорода, кислорода на 30-40%, осевая ликвационная зона на 1,5 — 2,0 балла, снижается

50 расслой толстолистового проката на 5060%, повышается степень усвоения вводимых микролегирующих элементов до

40-50% и гарантируется равномерность распределения их в заданных узких пределах (0,005 — 0,003 ). Такое условие карбонитридообразующих элементов позволяет стабилизировать химический состав стали, что особенно необходимо для сталей, подвергаемых режимам контролируемой прокатки, в частности трубных, для изготовления из них магистральных газонефтепроводных труб.

При использовании предлагаемого способа непрерывной разливки стали улучшается качество слябов за счет снижения осевой ликвации, содержания НВ, кислорода и водорода, снижается расслоение толстого проката, повышается усвоение химически активных элементов, обеспечивается стабильное гарантированное содержание микролегирующих элементов в заданных узких пределах в готовом металле.

Формула изобретения

1. Способ непрерывной разливки стали через секционный промежуточный ковш, включающий подачу металла из приемной секции промежуточного ковша посредством вертикального металлопровода в его разливочную секцию и обработку металла в вертикальном металлопроводе инертным газом и реагентами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества непрерывнолитого металла за счет стабильного содержания микролегирующих элементов и повышения степени их усвоения, реагенты и инертный газ подают в вертикальный металлопровод во встречных направлениях с расходом соответственно

m1 = K1 v и m2 = Kg v, где K> — эмпирический коэффициент, равный 0,4726 — 4.7260 кг/м;

Кз — эмпирический коэффициент, равный 3,70 —.4,18 нм /мин; з

v — скорость разливки.м/мин, 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что реагенты вводят с помощью порошковых проволок, 1717279

I ! !

С0 ! !

zl !

С

CC

j

Э о о о

03

О С0

>) С-) Z

Э

С

Q)

3<-Э

LA

СЧ

I п С) .0 V СЧ вЂ” O Ю

М С 1 М М М М М М

СЧ

С) О) С) --0 ) - мммм

I !

С О 30 о

С и о о 3- 33- О 30

omr с ос

О 1- 0).

Л С) л л с) О л л

СЧ

ОСЗЛ С) ООО л л л л

0 СЧ iV СЧ

° л л л

СЧ

-Ф

Ю

CD

0:) Э

T.

М

CL

Э

CL о () oq

OOOсС) СЧ СЧ е л л л

ОООО

)С е л °

С) О

)3» O л л

О О

0 CV л в

О О л л

О О

1 5;

l K У

1 I33 (Q

I 333 333 С

1 0) Х

1 О S 30

1 О 3» LQ

О О л л

СЧ

) 1 )е1 )е1 О л л л л

ОООМ

Ю О л л

С 4

О сС) л л

- О

)С) о) л л

СЧ

СО

О

О О

1 1

I I м Ф в

М .0 Ч:)

О O О

О О О л л

О О D

Ч0 )Г)

СЧ С 4

О О

О О л л

О О

О

М СЧ

О О

О О л л

О О

О

0О М)

О О

О О л л

О О

Ю 00

Ч) С"!

О О

О :) л л

О О

О О

С 4 СЧ

О О

О О л л

О О

I l оо

I ! С

3

1

1 L

I 3C3 CD

1 О

l T. O

CO

СЧ 00

О О

О О л л

О О

)Г) СЧ

СЧ СЧ

О О

О О л л

О О

СС3 00

С 3 СЧ

О О

О О л л

О О

С)О) Ю л л л л о е

СС) М л л л л е л л

СЧ

СЧ l

-4

CD

CD

С:)

СЧ С 4 СЧ

° е — CD

О О л л л

ОС)О

l . 1

1 . I ! 1

1 1

1 1

1 1

I о о 1

1 1

1 1

1 333 1

1 О l !

СЧ

0:) с 4 O

М

OOOO

ОООО л л л

С 4 00

М С 1

О О

О О л л

О O О О

С 4 Се )

О О

О О л л

О О

СЧ СС)

)С) 0)

О О

О О л л

О О

О М

О

О О

О О л л

О О

00 Ch 0O

О О

О О л л

О О

О1 С 4

О О

О

О О л °

О О

ОО ОО

С:)

С:)

Х

X а !

Г О СЧ

Ое л

ММ О

О О О л л

О 0.

)3) О л л

СЧ

X

С:) (V

СЧ

4)

3О

Q)

333

С0 в

30 X

Х о-

3 есе

CL

333

С 4

0О л

СЧ п)

О л п)

° л

)g

Ш

О

С0 с0

Y

3о

3О а

1

I

1 !

1

1

l

l ! !

I

l

I !

1

1

1

1 !

I

1.

1

3

3

I

1

I !

I

1

3 !

I !

1

1

I

1

I

1

I

1

3 !

К

С

CQ о с

IX

03

Э !

С0

Э

Б

Х

CL

03: о

< ) л

333

С3

И

0 о

О

LC) о

3О о о о

С)ОЛаММ

СЧ М М С ) М СЧ

СО 01 О с4 -0 1

0 )с) CO&O

° ° ° ° ° е

СЧ С 4 A СЧ С 4 М

М 0 LO О СЧ О

С 4 М -0 00 О1 СЧ л л л л л л

ОО О O О

Е П СС3 )С) LCI O CD л ° л л ° л е е е е е0 34 е

OOOO CDO> е е е СЧ М 3 л е е t °

OOOO ОО00

Л СС) )Г) С) О О LA л л л л л л °

ООО-СЧCV

Ю 00 О) О -0 л л ° л

С4 М

1717279

Таблица 2

Степень

Способ обработки

Содержание элементов в стали

Расход, титана, . кг/мин !

1, усвоения

Ti, / !

Н, см / О, 7

/100 г

Ti, Ж

0,008 3,0 0,0085

0,010 2,3 0,0039

0,022 2,2 0,0035

0,034 2,1 0,0030

0,045 2,1 0,0031

0,060 2,0 0,0029

0,072 2,0 0,0028

0,080 1,9 0,0027

0,090 1,9 0,0026

0,100 1,8 0,0027

0,.116 1,9 0,0025

0,125 . 3,2 0,0056

Аг (2,82 ) + 0,23

0,34

0,46

0,80

0,92

1,26

1,6Я

1,94

2,50

3,04

3,37

3,49

Таб ли ц а 1.

Осевая Расслой

Расход

РЗН, кг/нин

Содержание элементов в стали Степеиь СодержаСпособ обработки усвоения иие НВ, РЗН, О О

Ц"

lo, ликвзция, балл толстолис тового проката, РЗН, 2

0,007

0,011

0,022

0,033

0,045

0,056

0,066

0,077

0,088

0,009 . 0il10

0,116

50

Ar (2,82 нм /

/мин), + РЗМ 0,23

0,34

0,46

0,80

1,26

1,60

1,94

2,50

3 04

3,37

3,49

3,9 г,о

1,9

1,8

1,8

1,7

1,6

1,5

1,5

1,4

1,6

2,4

0,0083

O,ОО4О

0,0035

0,0033

O,ОО31

0,0030

0,0030

0,0027

0,0026

0,0025

0,003дяк

0,0050

75 75

О, 051

0,025

0,023

0,022

0,020

0,021

0,019

0,016

0,015

0,012

0,020

0,026

2,5

1,5

1,5

1,0

1,О

1,0

0,5

0,5

0,5

0,5

1,0

2,О

4,5

2,5

2,0

2,0 г,О

1,5

1,5

1.5

1,5

1,5

2,5

4,0

78

79

78

78

78

77

77

78

1717279

45

Составитель Л.Дымшиц

Техред М,Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор О.Головач

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 835 Тираж Подписное

BÍÈÈÏÈ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )K-35, Раушская наб., 4/5