Способ защиты струи металла при разливке

Изобретение может быть использовано при разливке металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш при непрерывной разливке стали. Способ включает подачу защитного газа под давлением 0,4-0,6 МПа вокруг струи металла. На струю защитного газа осуществляют наложение акустических колебаний с частотами 100-4000 Гц, которое приводит к ускоренной диффузии защитного газа в металл. Расход защитного газа составляет 100-10 л/мин. Исключается процесс вторичного окисления металла, что обеспечивает повышение качества металла. 1 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при разливке металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш при непрерывной разливке стали.

Известны способы защиты струи металла от окисления при разливке из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш.

Наиболее близким к предлагаемому является способ защиты струи металла с использованием защитной трубы с соплами и подачей через них инертного газа на поверхность струи металла (Кащеев И.Д. Свойства и применение огнеупоров. Справочное издание. М.: Теплотехник, 2004 г., стр.273-325).

Однако при этом способе не устраняется пограничный слой окислителя на поверхности струи разливаемого металла, что препятствует диффузии защитного газа к поверхности металла и не обеспечивает полноту защиты от окисления металла и препятствует активному взаимодействию инертного газа с металлом в струе.

Технической задачей предлагаемого изобретения является предотвращение вторичного окисления металла в струе и улучшение его качества за счет снижения массовой доли оксидных включений в разливаемом металле и более равномерного их распределения по толщине заготовки.

Технический результат достигается тем, что в способе защиты струи металла при разливке, включающем подачу защитного газа через сопла, установленные по периметру верхней части защитной трубы, подачу осуществляют с давлением 0,4-0,6 МПа, с расходом 100-10 л/мин. При этом на струи защитного газа осуществляется наложение акустических колебаний с частотой 100-4000 Гц посредством акустического газового излучателя.

В заявленном способе защитный газ подается под давлением 0,4-0,6 МПа. Это тот диапазон давления, при котором осуществляются требуемые расходы защитного газа с требуемыми (диапазонами) частотами.

По мере разрушения огнеупорного материала или заметаллевания защитной трубы разливаемым металлом по ходу серии разливки (8-10 ковшей) возможность подсоса атмосферного воздуха к струе металла увеличивается (или уменьшается), что требует нейтрализации этого подсоса за счет уменьшения (или увеличения) защитного газа. В данном способе предусмотрен расход защитного газа в широком диапазоне от 100 до 10 л/мин.

Заявленный диапазон расхода газа 100-10 может быть использован в одном цикле разливки, т.е. разливку начинают с расхода защитного газа со 100 л/мин. Во время серии разливки из-за изменения, например, состояния огнеупоров, заметалливания защитной трубы начинается барботирование металла в промковше. Это приводит к вторичному окислению металла, что не допустимо. Поэтому в первую очередь начинают сбавлять расход защитного газа, но не менее 10 л/мин.

Если расход защитного газа ниже 10 л/мин, то не обеспечивается защита струи металла от проникновения атмосферного воздуха. Если расход защитного газа больше 100 л/мин, то получается барботаж металла около защитной трубы, погруженной в металл, что приводит к вторичному окислению из-за нарушения защитного слоя.

В предлагаемом способе на струи защитного газа осуществляют наложение акустических колебаний с частотой 100-4000 Гц посредством акустического газового излучателя.

Наличие акустических колебаний в струях защитного газа приводит при их направлении на поверхность струи разливаемого металла к разрушению пограничного слоя окислительного газа вблизи поверхности металла и, как следствие, к ускоренной диффузии защитного газа и обеспечению его непосредственного контакта со струей металла.

Если частота звуковых колебаний ниже 100 Гц, то значительно увеличиваются габариты газового излучателя, что в условиях производственного процесса не возможно. Если частота выше 4000 Гц, то частота звуковых колебаний в определенных условиях вредна для здоровья обслуживающего персонала.

Рабочим газом акустического газового излучателя является сам защитный газ.

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Оно содержит: 1 - стальковш, 2 - шиберный затвор, 3 - защитную трубу, 4 - акустический излучатель, 5 - промежуточный ковш, 6 - кристаллизатор, 7 - запорное устройство, 8 - погружные стаканы, 9 - аргонопровод.

Способ осуществляется следующим образом.

Стальковш (1) с металлом устанавливается в позицию разливки на машине непрерывного литья заготовки, под него ставится промежуточный ковш (промковш) (5). Защитная труба (3) заводится в промковш (5) и устанавливается под шиберным затвором (2) стальковша (1). К защитной трубе (3) присоединяется акустический излучатель (4) с аргонопроводом (9) и запорным устройством (7). После подсоединения акустического излучателя (4) запорное устройство (7) подачи аргона открывается и устанавливается расход 100 л/мин. Шиберный затвор (2) стальковша (1) открывается. Металл заполняет промковш (5), проходя через защитную трубу (3). Уровень металла поддерживается постоянным автоматически. Аргон давлением 4-6 атм (0,4-0,6 МПа) и установленным расходом 100 л/мин поступает в акустический излучатель (4), где на струи защитного газа осуществляется наложение акустических колебаний с частотой 100-4000 Гц. Затем газ с частотой 100-4000 Гц поступает в защитную трубу (3) и через щели-сопла, расположенные по периметру верхней части защитной трубы (3), выходит наружу, образуя равномерный защитный поток аргона вокруг струи металла, вытекающей из стальковша (1), препятствуя его окислению. Из промковша (5), в котором поддерживается определенный уровень металла, металл через погружные стаканы(8) поступает в кристаллизатор (6).

Использование предложенного способа позволяет повысить качество металла.

Способ защиты струи металла при разливке, включающий подачу защитного газа через сопла, установленные по периметру верхней части защитной трубы, отличающийся тем, что подачу защитного газа осуществляют с давлением 0,4-0,6 МПа и с расходом 100-10 л/мин, при этом на струю защитного газа осуществляют наложение акустических колебаний с частотой 100-4000 Гц посредством акустического газового излучателя.