Устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке

 

Устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке включает вакуумную камеру с горловиной и со сливным патрубком в ее днище, входящим в рабочую полость промежуточного ковша. На днище вакуумкамеры внутри ее рабочей полости по оси установлен огнеупорный стакан, имеющий боковые сквозные отверстия, расположенные на уровне днища вакуумкамеры, а верхней торец стакана расположен с зазором ниже уровня горловины вакуумкамеры. В зазоре между стенками вакуумкамеры и стакана установлены два сливных патрубка, один из которых снабжен подводящим трубопроводом. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к поточному вакуумированию металла при непрерывной разливкке.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающее разливочный ковш, установленный на корпусе вакуумной камеры и состыкованный с ней через уплотнение. В днище вакуумной камеры установлен сливной патрубок, входящий в рабочую емкость промежуточного ковша, в днище которого установлены разливочные стаканы, входящие в кристаллизаторы. Вакуумкамера снабжена вакуумпроводом, соединенным с вакуумнасосом. В процессе разливки в вакуумкамере создается остаточное давление, и производится струйное вакуумирование разливаемого металла.

(См. авт. св. СССР N 295607, кл. В 22 D 11/10, 1971).

Недостатками известного устройства являются недостаточные производительность и качество непрерывнолитых слитков, разливаемых из вакуумированного металла. Это объясняется недостаточной интенсивностью углеродного раскисления разливаемой стали только в вакуумкамере. При этом увеличивается брак непрерывности слитков по повышенному содержанию в металле кислорода и качеству макроструктуры.

Кроме того, процессу поточного вакуумирования подвергается не весь металл, находящийся в промежуточном ковше до герметизации сливного патрубка и начала процесса струйного вакуумирования.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении интенсивности и производительности процесса поточного вакуумирования, а также в улучшении качества непрерывнолитых слитков.

Указанный технический эффект достигается тем, что устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке включает вакуумную камеру с горловиной и со сливным патрубком в ее днище, входящим в рабочую полость промежуточного ковша.

На днище вакуумкамеры внутри ее рабочей полости по оси установлен огнеупорный стакан, имеющий боковые сквозные отверстия, расположенные на уровне днища вакуумкамеры, а верхний торец стакана расположен с зазором ниже уровня горловины вакуумкамеры. В зазоре между стенками вакуумкамеры и стакана установлены два сливных патрубка, один из которых снабжен подводящим трубопроводом.

Повышение интенсивности и производительности процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке будет происходить вследствие обеспечения возможности осуществления одновременного вакуумирования двух типов: струйного в вакуумкамере и циркуляционного в промежуточном ковше. При этом циркуляционное вакуумирование обеспечивается за счет подачи инертного газа, как транспортирующего, по трубопроводу в один из патрубков. В условиях совмещения двух видов вакуумирования обеспечивается более полное углеродное раскисление стали, что приводит к улучшению качества непрерывнолитых слитков по содержанию в металле кислорода и по макроструктуре. При этом возможность осуществления циркуляционного вакуумирования позволяет подвергать вакуумированию первые порции металла в промежуточном ковше при начале разливки, что невозможно при осуществлении только струйного вакуумирования.

Установка огнеупорного стакана на днище вакуумкамеры объясняется необходимостью разделения зон струйного и циркуляционного вакуумирования. Наличие боковых отверстий в стакане объясняется необходимостью усиления интенсивности вакуумирования слоя металла, находящегося на днище вакуумкамеры за счет его барботажа.

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

На чертеже показана схема устройства для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, продольный разрез.

Устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке состоит из сталеразливочного ковша 1, вакуумной камеры 2, вакуумпровода 3, сливных патрубков 4 и 5, трубопровода 6, стакана 7 с отверстием 8, горловины 9, верхнего торца 10, уплотнений 11, промежуточного ковша 12, разливочных стаканов 13, кристаллизаторов 14, пористый пробки 15, патрубка 16. Позицией 17 обозначен жидкий металл, 18 и 19 уровни металла, 20 непрерывнолитые слитки.

Устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке работает следующим образом.

Пример. В процессе поточного вакуумирования нераскисленная сталь марки ст3 из сталеразливочного ковша 1 емкостью 350 т подается в вакуумную камеру 2, из которой по сливному патрубку 4 направляется в промежуточный ковш 12 под уровень металла 19. Из промежуточного ковша 12 через разливочные стаканы 13 металл 17 направляется в кристаллизаторы 14, из которых вытягиваются непрерывнолитые слитки 20 сечением 250х1600 мм со скоростью 0,8 1,2 м/мин. Разливочный ковш 1 стыкуется с горловиной 9 вакуумкамеры 2 через уплотнения 11.

В вакуумкамере 2 создается остаточное давление в пределах 0,6 0,8 КПа при помощи вакуумпровода 3, соединенного с вакуумнасосом. После герметизации патрубков 4 и 5 уровнем металла 19 в вакуумкамере начинается откачивание воздуха и создается остаточное давление.

На днище вакуумкамеры 2 внутри ее рабочей полости по оси установлен огнеупорный стакан 7, имеющий боковые сквозные отверстия 8, расположенные на уровне днища вакуумкамеры 2. Число отверстий 8 составляет 3. Верхний торец 10 стакана 7 расположен с зазором ниже уровня горловины 9 вакуумкамеры 2. В зазоре между стенками вакуумкамеры 2 и стакана 7 в днище камеры установлены два патрубка 4 и 5. Патрубок 5 снабжен трубопроводом 6, по которому подается под давлением инертный газ аргон.

При подаче газа в патрубок 5 жидкий металл 17 наполняется пузырьками газа, что приводит к уменьшению удельного веса металла, к его подъему и транспортировке в вакуумкамеру 2. В этих условиях происходит циркуляционное вакуумирование металла, находящегося в промежуточном ковше 12. Внутри стакана 7 происходит струйное вакуумирование металла 17, который из рабочего объема стакана 7 через боковые отверстия 8 перетекает в зазор между стенками вакуумкамеры 2 и стакана 7. При этом происходит барботаж слоя металла, находящегося на днище вакуумкамеры 2, что приводит к интенсификации процесса вакуумирования металла с поверхности уровня 18. Для интенсификации процесса вакуумирования с поверхности слоя металла 18 через пористую пробку 15 по патрубку 16 подается инертный газ аргон.

В примере внутренний диаметр вакуумкамеры 2 составляет 1,8 м; ее высота до горловины 9 составляет 1,6 м; высота стакана 7 составляет 1,4 м. Верхние уровни отверстий 8 расположены ниже уровня металла 18.

Вследствие осуществления циркуляционного вакуумирования процессу вакуумирования подвергается весь металл, находящийся в промежуточном ковше в начале разливки до герметизации патрубков 4 и 5 уровнем металла 19.

Применение устройства позволяет повысить производительность и эффективность процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке на 6 8% а также увеличить выход годных слитков из вакуумированного металла на 10 12%

Формула изобретения

Устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, содержащее вакуумную камеру с горловиной и сливным патрубком в ее днище, заглубленным в рабочую полость промежуточного ковша, отличающееся тем, что днище вакуум-камеры внутри ее рабочей полости по оси установлен огнеупорный стакан с боковыми сквозными отверстиями, расположенными на уровне днища вакуум-камеры, а верхний торец стакана расположен ниже уровня горловины вакуум-камеры, при этом в зазоре между стенками вакуум-камеры и стакана установлены два сливных патрубка, один из которых снабжен подводящим трубопроводом.

РИСУНКИ

Рисунок 1