Способ защиты струи жидкого металла при разливке

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для защиты струи жидкого металла от воздействия атмосферных газов при его разливке. Защитный стакан подводят в зону разливки и ориентируют его относительно выпускного отверстия. Далее осуществляют пристыковку и поджатие защитного стакана к шиберному затвору с усилием, равным 2-5 массам защитного стакана. Затем в зону стыка защитного стакана с шиберным затвором подают защитный газ, открывают шиберный затвор и опускают защитный стакан под уровень металла в ковше. За счет поджатия защитного стакана к шиберному затвору с усилием, равным 2-5 массам защитного стакана, обеспечивается снижение прососа воздуха в стыке между защитным стаканом и шиберным затвором и тем самым повышается качество разливаемого металла.

Изобретение относится к металлургии и может использоваться для защиты струи жидкого металла от воздействия атмосферных газов при его разливке.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ, реализуемый в "Устройстве для защиты струи металла от воздействия атмосферных газов" по патенту RU N 2002556 C1, кл. B 22 D 7/12.

Из описания к патенту следует, что способ разливки металла включает в себя подвод защитного стакана в зону разливки, его ориентацию относительно выпускного отверстия, пристыковку и поджатие к шиберному затвору, подачу защитного газа в зону стыка защитного стакана с шиберным затвором, открывание последнего и опускание защитного стакана под уровень металла в промежуточном ковше.

Недостатком известного технического решения является то, что поджатие защитного стакана с произвольным усилием может привести к прососам воздуха и, следовательно, к снижению качества разливаемого металла.

В течение длительного периода эксплуатации и в результате ряда проведенных испытаний выявилась закономерность: при усилии поджатия защитного стакана к шиберному затвору, меньшим выявленной величины, увеличивается подсос атмосферного воздуха в зоне контакта прилегающих поверхностей защитного стакана и шиберного затвора.

Подсос атмосферного воздуха возникает из-за неплотности прилегания контактирующих поверхностей и их взаимных перекосов, возникающих под воздействием усилий, необходимых для перемещения устройства для защиты струи металла при открывании шиберного затвора.

При приложении к защитному стакану усилия поджатия превышающего установленную величину, герметичность стыка защитный стакан - шиберный затвор также нарушается из-за снижения стойкости защитного стакана под воздействием напряжений сжатия в условиях высоких температур и агрессивной газовой атмосферы.

Задача, на решение которой направлено техническое решение, - снижение прососов воздуха в стыке между защитным стаканом и шиберным затвором путем поддержания усилия прижатия защитного стакана к шиберному затвору в оптимальном интервале.

При этом достигается получение такого технического результата, как повышение качества разливаемого металла за счет снижения прососов воздуха и снижение себестоимости процесса разливки за счет уменьшения расхода защитных стаканов.

Вышеуказанные недостатки исключаются тем, что в способе разливки жидкого металла, включающем подвод защитного стакана в зону разливки, его ориентацию относительно выпускаемого отверстия, пристыковку и поджатие к шиберному затвору, подачу защитного газа в зону стыка защитного стакана с шиберным затвором, открывание последнего и опускание защитного стакана под уровень металла в промежуточном ковше, поджатие защитного стакана к шиберному затвору осуществляют с усилием, равным 2-5 массам защитного стакана.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с известным техническим решением показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что поджатие защитного стакана к шиберному затвору осуществляют с усилием, равным 2-5 массам защитного стакана. Отсюда следует, что предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнительный анализ предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями, показал, что способы с ограничением интервала усилий широко известны. Однако введение их в способ разливки жидкого металла и их взаимосвязь с другими приемами способа позволяет не только снизить прососы атмосферного воздуха в стыке между защитным стаканом и шиберным затвором, но также способствует повышению качества разливаемого металла и снижению себестоимости процесса разливки.

Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий обеспечивает получение упомянутого технического результата, что, по мнению авторов, соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

Способ разливки жидкого металла осуществляется следующим образом. Защитный стакан подводят в зону разливки жидкого металла и ориентируют его относительно выпускного отверстия. Затем пристыковывают защитный стакан к шиберному затвору и прижимают с усилием, равным 2-5 массам защитного стакана. После этого подают в зону стыка защитного стакана с шиберным затвором защитный газ, открывают шиберный затвор, опускают защитный стакан под уровень металла в промежуточном ковше и производят слив металла.

Пример 1. В электросталеплавильном цехе (ЭСПЦ) АО НЛМК производилась разливка стали из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш УНРС с использованием защитного стакана марки КГП массой 11,7 кг. Усилие поджатия защитного стакана к шиберному затвору сталеразливочного ковша составило 20 кг (1,71 массы защитного стакана).

Анализ газовой атмосферы между струей металла и защитным стаканом показал наличие свободного кислорода выше допустимой концентрации и возрастание его содержания при открывании и закрывании шиберного затвора. Это происходит вследствие неплотности прилегания контактирующих поверхностей и их взаимных перекосов, возникающих под действием усилий, необходимых для перемещения устройства для защиты струи металла (связанного с защитным стаканом) при открывании и закрывании шиберного затвора.

Пример 2. В упомянутом выше цехе производилась разливка стали с использованием защитного стакана марки КГП массой 11,7 кг. Усилие поджатия защитного стакана к шиберному затвору составило 68 кг (5,81 массы защитного стакана). Анализ газовой атмосферы между струей металла и защитным стаканом показал увеличение концентрации свободного кислорода выше допустимой величины по истечении 2 минут разливки (полного прогрева защитного стакана) и нарастание его процентного содержания в дальнейшем процессе разливки.

Визуальный осмотр защитного стакана выявил наличие трещин в опорной поверхности защитного стакана, что по всей видимости явилось причиной подсоса воздуха из окружающей среды. После одной разливки стали защитный стакан пришел в негодность.

Пример 3. При разливке стали с теми же исходными данными, но с усилием поджатия защитного стакана, поддерживаемого в интервале усилий, равных 2-5 массам защитного стакана, содержание свободного кислорода в газовой атмосфере между струей металла и защитным стаканом не выходило за пределы допустимой концентрации. Визуальный осмотр защитного стакана не выявил наличия трещин и повреждений на нем. Каждый защитный стакан использовался в 3-4 разливках.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что задача, на выполнение которой направлено техническое решение, выполняется.

При этом достигаются получение такого технического результата, как повышение качества разливаемого металла за счет снижения прососов воздуха, и снижение себестоимости процесса разливки за счет уменьшения расхода защитных стаканов.

Формула изобретения

Способ защиты струи жидкого металла при разливке, включающий подвод защитного стакана в зону разливки, его ориентацию относительно выпускного отверстия, пристыковку и поджатие к шиберному затвору, подачу защитного газа в зону стыка защитного стакана с шиберным затвором, открывание последнего и опускание защитного стакана под уровень металла в промежуточном ковше, отличающийся тем, что поджатие защитного стакана к шиберному затвору осуществляют с усилием, равным 2 - 5 массам защитного стакана.