Промежуточный ковш для разливки металлов

 

<»>925534

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со.оз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.05.8О (21) 292?121/22-О2 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликована О?.О5.82. Бюллетень № 17 (51 ) М.Кл. В 22 О»У1 О

Гасударственный комитет ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.746.27 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.05.82

Н. Г. Гладышев, А. Г. Ситнов, В, И. Шевченко и В. Г. Горелов

Научно-производственное объединение «Тулачермет» (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРОМЕЖУТОЧНЫИ КОВШ ДЛЯ РАЗЛИВКИ

МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к конструкциям промежуточных ковшей, и может быть использовано. для рафинирования жидкого металла инертным газом в процессе разливки.

Известен промежуточный ковш для разливки стали, выполненный в виде футерованной емкости, содержащей приемную и разливочную секции, разделенные перегородкой, в верхней части которой вдоль всей ее длины установлен пористый огнеупорный блок, соединенный с системой подачи инертного газа (Ц.

Этот ковш не обеспечивает возможности обработки жидкого металла, находящегося в состоянии непрерывного перемещения, в режиме пульсирующей продувки инертным газом, улучшающем коэффициент использования инертного газа и значительно уменьшающем содержание мелкодисперсных неметаллических включений оксидного типа в стали.

Известный ковш не обеспечивает также возможности дифференцированной обработки жидкого металла, например продувки расплава инертным газом с уменьшающейся по длине потока интенсивностью. Необходимость такой продувки обусловлена, в частности, специфическими условиями удаления из стали газов и неметаллических включений, требующими продувки расплава с различной интенсивностью.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является промежуточный ковш для разливки металлов, включающий приемную и разливочную секции, разделенные огнеупорной перегородкой, содержащей проточную футерованную ванну, внутренние широкие боковые поверхности которой выполнены прямолинейными, узкие — сферическими, состоящую из камер, представляющих собой сообщающиеся сосуды с расположенными в шахматном порядке отверстиями в нижней части, причем одна из крайних камер соединена с приемной, другая — с разливочной секциями ковша, а основанием каждой камеры является пористый огнеупорный блок с индивидуальным подводом от системы подачи инертного газа (2).

Основные недостатки известного ковша заключаются в сложности точного регулирования режима реверсивной обработки жидкого металла инертным газом при одновременном уменьшении интенсивности продувки по длине проточной футерованной ванны, так как при изменении техно925534 логических параметров разливки, например скорости литья, необходима соответствующая корректировка расхода газа индивидуально для каждой продувочной камеры.

Целью изобретения является более точное регулирование режима реверсивной обработки жидкого металла инертным газом при одновременном уменьшении интенсивности продувки расплава по длине проточной футерованной ванны.

Цель достигается тем, что в предлагаемом промежуточном ковше для разливки металлов, включающем приемную и разливочную секции, разделенные огнсупооной перегородкой, содержащей проточную футерованную ванну, состоящую из -:ет :.",го количества сообщающихся в шахматном порядке камер, крайние из которых соединены с приемной и разливочной секциями ковша, а основанием камер являются пористые огнеупорные блоки с подводом от системы подачи инертного газа, блоки каждой последующей пары камер выполнены с равномерным уменьшением открытой пористости по направлению движения металла по сравнению с блоками каждой предыдущей пары камер, причем отношение пористости блоков двух первых камер к пористости блоков двух последних камер равно 1,3 — 1,85.

Выполнение оснований каждой последующей пары камер из пористых блоков с, меньшей открытой пористостью, чем по-. ристые блоки предыдущих камер, обеспечивает уменьшение интенсивности продувки расплава инертным газом по длине проточной футерованной ванны.

Известно, что дегазация жидкого металла требует большей интенсивности продувки, чем удаление из него неметаллических включений.

Если цель обработки — удаление включений, то удельный расход аргона должен находиться в пределах О,б — 1,0 м /т. Если необходимо провести дегазацию металла, то удельный расход аргона должен составлять 2,0 — 3,0 ма/т.

Большой расход инертного газа, обеспечивая эффективную дегазацию расплава, приводит к разрушению футеоовки ковша и загрязнению стали неметалЛическими включениями. В связи с этим металл необходимо продувать с большей интенсивностью в первых камерах проточной футерованной ванны и с меньшей интенсивностью в последующих ее камерах.

Следовательно, интенсивность продувки металла инертным газом по длине проточной футерованной ванны необходимо уменьшать в пределах

2,0 3,0 — — — 2 — о

1,0 О,б

Такой режим продувки металла обеспечивается при отношении пористости блоков первых двух иамер к пористости блоков двух последних камер проточной футерованной ванны в пределах 1,3 — 1,85 соответственно при отношении расходов инертного газа 2 — 5.

В качестве исходных данных для определения отношения пористостей блоков принимали зависимости расхода газа от давления при различных пористостях блоков 1 а = Kи Р+ Ви.

В результате математической обработки получили следующую зависимость в общем виде (0,0288 П (Р— 0,113) — 2,23Р— 0,49), (i.q 22,56(Р— 0,22)

7 где П„,„— минимальная пористость бло30 ков, %;

П „,, — максимальная пористость блоков, %;

Х s — отношение рабочих плоц1адей блоков камер (принято равным 1, так как все камеры имеют одиковые геометрические размеры);

Х1 — отношение расходов газа /-"

Результаты расчета сведены в таблицу (для Р = 0,8 — 3,0 ат).

1 макс/1 мии = 2

1 макс/1 мин = 5

Пмакс П, I Пиа,

Пмии I макс мин Пики

П, % макс мин

50 0,8

1,0

2,0

3,0

1,83

1,76

1,66

1,63

42 30,4

42 30,8

42 31,6

42 31,8

42 23

42 24,1

42 25,3 42 25,7

1,38

1,36

1,33

1,32

Из таблицы видно, что влияние давления на отношение пористостей незначительно, при этом оно уменьшается по мере увеличения давления газа.

Таким образом, изменение отношения

60 пористостей блоков в пределах 1,3 — 1,85 обеспечивает возможность изменения расхода аргона в 2 — 5 раз.

На практике применяют блоки с пористостью 23 — 42%. При большей порис65 тости блоки теряют механическую прочсправедливую в диапазоне П = 23 — 42%, где П вЂ” пористость блока, %1

20 S — рабочая поверхность блока, см, V, — расход аргона, M3/мин.

В результате преобразования получили зависимость пористости от отношений расхода газа

925534

Промежуточный ковш для разливки металлов, содержащий приемную и разливочную секции, разделенные огнеупорной перегородкой, содержащей проточную футерованную ванну, состоящую из четного количества сообщающихся в шахматном порядке камер, крайние из которых соединены с приемной и разливочной секциями ковша, а основанием камер служат пористые огнеупорные блоки с подводом от сис35 темы подачи инертного газа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью более точного регулирования режима реверсивной обработки жидкого металла инертным газом при одновременном непрерывном и равно40 мерном уменьшении интенсивности продувки расплава по длине проточной футерованной ванны, блоки каждой последующей пары камер выполнены с равномерным уменьшением открытой пористости по

45 направлению движения металла по сравнению с блоками каждой предыдущей пары камер, причем отношение пористости блоков двух первых камер к пористости блоков двух последних камер равно 1,3 — 1,85.

50 ность, при меньшей — имеют незначительную газопроницаемость.

На чертеже показан промежуточный ковш для разливки металлов.

На фиг. 1 показан промежуточный ковш, вид сбоку в разрезе, на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1.

Ковш содержит приемную секцию 1 и разливочную секцию 2, огнеупорную перегородку 3, проточную футерованную ванну 4, соединенную каналом 5 с приемной и дополнительным каналом 6 с разливочной секциями ковша, камеры 7 — 12, разделенные огнеупорными стенками 13 с отверстиями 14 в нижней части, пористые блоки

15 — 20, трубопроводы 21 — 22 инертного газа, газовые коллекторы 23 — 24 и сталеразливочный стакан 25.

Разливку и обработку металла с использованием предлагаемого промежуточного ковша производят следующим образом.

Наполняют металлом приемную секцию

1 ковша, футеровку которого предварительно нагревают до 800 — 1000 С. Перед поступлением металла в проточную футерованную ванну 4 по трубопроводу 21 в коллектор 23 начинают подавать аргон.

Аргон из коллектора 23 проходит через огнеупорные блоки 15, 17, 19, имеющие различную открытую пористость при отношениях П, /П,„= 1,3 — 1,85.

В каждую из трех камер соответственно будет поступать различное количество аргона.

После подъема уровня металла во всех шести камерах выше отверстий 14 на зеркало металла забрасывают шлакообразующую смесь требуемого состава и поддерживают уровень металла постоянным в течение всего процесса разливки.

Металл последовательно проходит через все шесть камер и поступает через канал 6 в разливочную секцию 2 ковша и через сталеразливочный стакан 25 в литейную форму.

Продувка металла инертным газом в камерах 15, 17, 19 при отсутствии продувки в камерах 16, 18 и 20, выполненных аналогично камерам 15, 17 и 19, обеспечивает высокоэффективный режим пульсирующей продувки расплава в потоке.

Через 10 — 15 мин закрывают вентиль на трубопроводе 21 и одновременно открывают вентиль на трубопроводе 22. Инертный газ поступает в газовый коллектор 24 н через пористые блоки 16, 18 и 20 в продувочные камеры 8, 10 и 12.

В дальнейшем цикл операций реверсирования инертного газа и продувки им расплава повторяют до окончания разливки.

Эффективность рафинирования металла от газов и окисных неметаллических включений возрастает при использовании промежуточных ковшей большой емкости, обеспечивающих возможность выполнения в проточной футерованной ванне большого количества рафинировочных камер.

Использование предлагаемого изобретения наиболее перспективно в процессах непрерывного рафинирования жидкого металла, в том числе при непрерывной разливке.

Ожидаемый зкономический эффект от

20 реализации изобретения на одном заводе составит 320000 руб. в год.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 674315, кл. В 22 D 11/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2686687, кл. В 22 D 11/10, 1978.

825534

TZ 4 11 18 10 gy У/У1,ТЮ ruî

Z0 Л

6 г. 7

Составитель Г. Борисов

Техред А. Камышникова

Корректор С. Файн

Редактор О, Юркова

Заказ 447/413 Изд. № 144 Тираж 853 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тнп. Харьк. фил. пред. «Патент»