Способ обработки металла при непрерывной разливке

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке металлов. Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении эффективности процесса вакуумной обработки металла, а также стойкости вакуум-камеры. Способ обработки металла при непрерывной разливке включает подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней остаточного давления, обработку металла в вакуум-камере посредством углеродного раскисления, подачу металла в промежуточный ковш через сливной патрубок и далее в кристаллизаторы. В процессе вакуумной обработки металла устанавливают толщину слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры, в пределах 0,08-0,19 от длины струи металла в вакуум-камере. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке металлов.

Известен способ обработки металла 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 патрубок непосредственно в кристаллизатор под уровень металла. При этом вакуум-камера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-проводом.

(См. Г.А.Соколов "Внепечное рафинирование стали", М. Металлургия, 1977, стр. 194, рис.66-а).

Недостатком известного способа является недостаточная производительность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в случае нарушения герметичности вакуум-камеры происходит переполнение кристаллизатора. В этих условиях прекращается процесс непрерывной разливки.

Наиболее близки по технической сущности является способ обработки металла 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 под уровень через патрубок и далее в кристаллизаторы через удлиненные разливочные стаканы. Расход металла из промежуточного ковша регулируют при помощи стопоров. После подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижних торцов патрубков и герметизации вакуум-камеры жидким металлом начинают производить уменьшение остаточного давления в камере и осуществлять обработку металла посредством углеродного раскисления.

(См. авт. свид. N 295607, кл. B 22 D 11/101, 1971).

Недостатком известного способа является низкая стабильность вакуумной обработки металла и недостаточная стойкость вакуум-камеры. Это объясняется тем, что струи металла в вакуум-камере с большой кинетической энергией соударяются с зеркалом слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры. В результате образуются брызги металла, которые налипают на боковые футерованные стенки вакуум-камеры. Сказанное приводит к уменьшению рабочего объема вакуум-камеры, что снижает эффективность струйного вакуумирования металла. При этом снижается стойкость огнеупорной футеровки вакуум-камеры.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении эффективности процесса вакуумной обработки металла, а также стойкости вакуум-камеры.

Указанный технический эффект достигают тем, что подают жидкий металл из разливочного ковша в вакуум-камеру, создают в ней остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере посредством углеродного раскисления, подают металл в промежуточный ковш через сливной патрубок и далее в кристаллизаторы.

В процессе вакуумной обработки металла устанавливают толщину слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры, в пределах 0,08-0,19 от длины струи металла в вакуум-камере.

Повышение эффективности процесса вакуумной обработки металла будет происходить вследствие отсутствия образования большого количества брызг металла с зеркала слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры. В результате рабочий объем вакуум-камеры не заростает застывшим металлом на боковых стенках вакуум-камеры, сохраняется рабочая полость камеры постоянной. При этом вакуум-камера не требует частого ремонта, повышается тем самым ее стойкость. Кроме того, обеспечивается высокая эффективность вакуумирования металла в струе и в слое.

Диапазон значений толщины слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры, в пределах 0,08-0,19 от длины струи металла в вакуум-камере объясняется закономерностями процесса вакуумирования и образования брызг металла на зеркало слоя металла. При меньших значениях толщина слоя металла на днище вакуум-камеры будет недостаточной для эффективного вакуумирования металла в слое. Кроме того, при этом образуется большое количество брызг металла. При больших значениях длина струи будет недостаточной для эффективного вакуумирования металла в струе.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от высоты рабочей полости вакуум-камеры и весового расхода металла из разливочного ковша.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ обработки металла при непрерывной разливке осуществляют следующим образом.

ПРИМЕР. В процессе обработки металла при непрерывной разливке подают жидкую нераскисленную малоуглеродистую сталь марки 08Ю из сталеразливочного ковша емкостью 350 т в вакуум-камере и создают в ней разрежение в пределах 0,5-0,8 КПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуум-провода, соединенного с вакуум-насосом. Металл из вакуум-камеры подают в промежуточный ковш емкостью 25 т через огнеупорный сливной патрубок. Далее металл из промежуточного ковша подают через удлиненные огнеупорные стаканы в кристаллизаторы под уровень металла. Из двух кристаллизаторов вытягивают два непрерывнолитых слитка сечением 250 х 1600 мм со скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. Расходы металла из разливочного и промежуточного ковшей регулируют при помощи шиберных затворов и стопоров.

В процессе вакуумной обработки металла устанавливают толщину слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры, в пределах 0,08-0,19 от длины струи металла в вакуум-камере.

Необходимую толщину слоя металла устанавливают посредством соответствующего изменения расходов металла из разливочного ковша с одной стороны и из промежуточного ковша с другой стороны. При этом толщина слоя металла в вакуум-камере определяется глубиной погружения сливного патрубка под уровень металла в промежуточном ковше.

В таблице приведены примеры осуществления способа обработки металла при непрерывной разливке с различными технологическими параметрами.

В первом примере вследствие малой толщины слоя металла на днище вакуум-камеры будет мала эффективность вакуумирования металла в слое из-за малого времени его нахождения на днище вакуум-камеры. Кроме того, вследствие большой длины струи увеличивается количество брызг металла.

В пятом примере вследствие большой толщины слоя металла на днище вакуум-камеры длина струи металла будет недостаточной для струйного вакуумирования металла.

В шестом примере, прототипе, вследствие большой толщины слоя металла на днище вакуум-камеры будет недостаточна эффективность вакуумирования металла.

В примерах 2-4 вследствие поддержания толщины слоя металла на днище и длины струи металла в оптимальных пределах в зависимости от весового расхода металла и общей высоты вакуум-камеры повышается эффективность вакуумирования металла в струе и в слое в вакуум-камере. При этом устраняется процесс образования брызг металла, оседающих на боковых стенках вакуум-камеры. Кроме того, сохраняется объем рабочей полости вакуум-камеры неизменным, улучшается качество слитков за счет уменьшения содержания в них металлических включений Применение предлагаемого способа позволяет повысить выход вакуумированного металла на 5-10% а также повысить стойкость вакуум-камеры на 4-6% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ обработки металла при непрерывной разливке, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате.

Формула изобретения

Способ обработки металла при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла струей из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней остаточного давления, обработку металла в вакуум-камере посредством углеродного раскисления, подачу металла в промежуточный ковш через сливной патрубок и далее в кристаллизаторы, при этом в процессе вакуумной обработки металла регулируют толщину слоя металла на днище вакуум-камеры и длину струи металла, отличающийся тем, что толщину слоя металла на днище вакуум-камеры устанавливают равной 0,08 0,19 длины струи металла.

РИСУНКИ

Рисунок 1