Способ обработки металла в процессе поточного вакуумирования при непрерывной разливке

 

Использование: металлургия, непрерывная разливка металлов. Сущность изобретения: металл раскисляют и легируют в вакуум-камере, причем раскисляющие и легирующие элементы вводят в виде проволоки через корпус вакуум-камеры в центр патрубка на уровне ее днища. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известен способ обработки металла в процессе поточного вакуумирования при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней разрежения до необходимого по технологии остаточного давления, подачу металла из вакуум-камеры через патрубки непосредственно в кристаллизаторы под уровень металла. В этих условиях вакуум-камера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-насосом. (Соколов Г.А. Внепечное рафинирование стали. М. Металлургия, 1977, с.194, рис.66-а).

Недостатком известного способа является недостаточная интенсивность вакуумного обезуглероживания разливаемого металла. Это объясняется тем, что в процессе поточного вакуумирования металла в струе удаляются не все газы, в том числе кислород. В этих условиях в слитках увеличивается содержание неметаллических включений. Кроме того, в случае нарушения герметичности вакуум-камеры происходит переполнение кристаллизаторов, что приводит к прекращению процесса непрерывной разливки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки металла в процессе поточного вакуумирования при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней разрежения до необходимого по технологии остаточного давления, подачу металла в промежуточный ковш через отдельный патрубок и далее в кристаллизаторы. Расход металла из промежуточного ковша регулируют при помощи стопоров. После подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижнего торца патрубка и герметизации вакуум-камеры жидким металлом начинают производить уменьшение остаточного давления в вакуум-камере [2] Недостатком этого способа является недостаточная интенсивность вакуумирования нераскисленного металла и его обезуглероживания. Это объясняется тем, что в процессе поточного вакуумирования металла в струе удаляются не все газы, в том числе кислород. В этих условиях в слитках увеличивается содержание неметаллических включений и газов. Кроме того снижается чистота стали, легирующие элементы неравномерно распределяются по объему слитка.

Цель изобретения повышение чистоты стали по неметаллическим включениям, увеличение степени усвоения и равномерного распределения легирующих элементов в объеме непрерывнолитых слитков.

Цель достигается тем, что подают жидкий металл из разливочного ковша в вакуум-камеру, создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления, подают металл в промежуточный ковш через отдельный патрубок и далее в кристаллизаторы через разливочные стаканы под уровень металла.

В процессе обработки металла производят раскисление и легирование металла в вакуум-камере посредством ввода раскислителей и легирующих элементов в виде проволоки через корпус вакуум-камеры в центр патрубка на уровне ее дна.

Повышение чистоты стали по неметаллическим включениям будет происходить вследствие увеличения степени раскисления разливаемого металла. Увеличение степени усвоения и равномерного распределения легирующих элементов в объеме непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие подачи проволоки непосредственно в центр сливного патрубка, находящегося под слоем металла на уровне дна вакуум-камеры.

При других способах подачи проволоки по площади слоя металла, находящегося на дне вакуум-камеры, приводит к излишнему расходу раскислителей и легирующих, а также к их неравномерному распределению по объему и длине непрерывнолитых слитков и недостаточному удалению кислорода из стали.

На чертеже показана схема установки для осуществления способа обработки металла в процессе поточного вакуумирования при непрерывной разливке.

Установка для осуществления способа обработки металла в процессе поточного вакуумирования при непрерывной разливке состоит из разливочного ковша 1, вакуум-камеры 2, патрубка 3, промежуточного ковша 4, разливочных стаканов 5, кристаллизаторов 6, вакуум-провода 7, трубопроводов 8, втулок 9, фланцев 10, уплотнений 11, проволоки 12 с раскислителем, проволоки 13 с легирующими, дна 14 вакуум-камеры. Позицией 15 обозначен жидкий металл, 16 уровень металла в промежуточном ковше, 17 непрерывнолитой слиток.

Способ обработки металла в процессе поточного вакуумирования при непрерывной разливке осуществляют следующим образом.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки подают нераскисленную сталь (15) марки 17 ГС из разливочного ковша 1 емкостью 350 т в вакуум-камеру 2 и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,6-6,5 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуум-провода 7, соединенного с вакуум-насосом. Металл 15 подают из вакуум-камеры 2 в промежуточный ковш 4 емкостью 50 т одной струей через огнеупорный патрубок 3. Далее металл (15) из промежуточного ковша 4 подают через удлиненные огнеупорные стаканы 5 в кристаллизаторы 6 под уровень металла. Из двух кристаллизаторов 6 вытягивают непрерывнолитые слитки 17 сечением 250х1600 мм с переменной скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. Расход металла из промежуточного ковша 4 регулируют при помощи стопорных или шиберных механизмов (на чертеже не показаны).

Процесс обработки металла 15 начинают после подъема уровня 16 выше нижнего торца патрубка 3 и герметизации вакуум-камеры 2 уровнем 16 жидкого металла, находящегося в промежуточном ковше 4.

В процессе обработки металла в процессе поточного струйного вакуумирования производят раскисление и легирование металла 15 в вакуум-камере 2 посредством ввода раскислителей и легирующих элементов в виде проволок 12 и 13 соответственно, например, из алюминия и ферросилиция. Таким же образом возможно осуществлять микролегирование и модифицирование металла.

Проволоки 12 и 13 вводятся под углом через огнеупорные пористые втулки 9, установленные в боковых стенках корпуса вакуум-камеры 2, в центр патрубка 3 на уровне дна 14 вакуум-камеры 2. Торцы пористых втулок 9 закрыты с внешней стороны фланцами 10, под которые по трубопроводам 8 подают защитный инертный газ аргон. Сквозные отверстия во фланцах 10 для пропуска проволок 12 и 13 защищены уплотнениями 11, например, из резины, чем достигается герметизация вакуум-камеры 2.

Применение предлагаемого способа обработки позволяет снизить брак непрерывнолитых слитков по неметаллическим включениям, а также по качеству макроструктуры на 6% Кроме того обеспечивается необходимая степень раскисления и легирования разливаемой стали. Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ обработки металла в процессе поточного вакуумирования при непрерывной разливке, применяемой на Новолипецком металлургическом комбинате.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру с патрубком, создание необходимого разряжения в ней, подачу металла в промежуточный ковш и далее в кристаллизатор, отличающийся тем, что металл раскисляют и легируют в вакуум-камере, причем раскисляющие и легирующие элементы вводят в виде проволоки через корпус вакуум-камеры в центре патрубка на уровне ее днища.

РИСУНКИ

Рисунок 1