способ обработки металла в процессе непрерывной разливки

Формула изобретения

Способ обработки металла в процессе непрерывной разливки, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, струйное поточное вакуумирование металла в вакуум-камере и подачу металла из нее через патрубок в промежуточный ковш и далее в кристаллизаторы, отличающийся тем, что металл подают из вакуум-камеры в промежуточный ковш с помощью дополнительного патрубка, после подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижних торцов патрубков и герметизации вакуум-камеры жидким металлом дополнительно к струйному поточному вакуумированию осуществляют циркуляционное вакуумирование находящегося в промежуточном ковше металла, при этом в процессе вакуумной обработки периодически изменяют направление движения металла в каждом патрубке на противоположное посредством попеременной периодической подачи в них инертного газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известен способ обработки металла в процессе непрерывной разливки, 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 патрубки непосредственно в кристаллизаторы под уровень металла. В этих условиях вакуум-камера служит закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-насосами [1]

Недостатком известного способа является недостаточная производительность и стабильность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в случае нарушения герметичности вакуум-камеры происходит переполнение кристаллизаторов. В этих условиях прекращается процесс непрерывной разливки. Кроме того, при известном способе невозможна регулировка расхода металла в кристаллизаторы в зависимости от изменяющихся технологических параметров процесса разливки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обработки металла в процессе непрерывной разливки, 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 через отдельный 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 [2]

Недостатком известного способа является недостаточная производительность и качество разливаемого металла. Это объясняется тем, что часть металла, находящегося в начале разливки в промежуточном ковше, не подвергается поточному струйному вакуумированию. В результате этого в металле непрерывнолитых слитков не уменьшается содержание водорода, азота и неметаллических включений. Сказанное приводит к браку непрерывнолитых слитков. При этом снижается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества.

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

Указанный технический эффект достигают тем, что подают жидкий металл из разливочного ковша в вакуум-камеру, обрабатывают металл в вакуум-камере, подают металл в промежуточный ковш через патрубок и далее в кристаллизаторы. Металл подают в промежуточный ковш через два патрубка. После подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижних торцов патрубков и герметизации вакуум-камеры жидким металлом в патрубки попеременно периодически подают инертный газ и дополнительно к струйному поточному вакуумированию осуществляют процесс циркуляционного вакуумирования. В процессе вакуумной обработки периодически изменяют направление движения металла в каждом патрубке на противоположное.

Повышение производительности получения непрерывнолитых слитков высокого качества будет происходить вследствие повышения эффективности процесса вакуумирования в условиях одновременного совмещения двух видов вакуумирования: циркуляционного и дегазации струи слоя металла в проточной вакуум-камере. При этом процессу вакуумирования будет подвергаться весь разливаемый металл, начиная с его первых порций, наполняющих промежуточный ковш в начале непрерывной разливки, за счет циркуляционного вакуумирования.

Периодическая попеременная подача инертного газа в каждый патрубок и связанное с этим изменение движения металла в них на обратное объясняется необходимостью барботажа слоя металла на днище вакуум-камеры, повышения эффективности вакуумной обработки этого слоя и устранения застойных зон жидкого металла в вакуумной камере.

На чертеже показана схема установки для обработки металла в процессе непрерывной разливки.

Установка для осуществления способа обработки металла в процессе непрерывной разливки состоит из разливочного ковша 1, вакуум-камеры 2, патрубков 3 и 4, промежуточного ковша 5, разливочных стаканов 6, кристаллизаторов 7, вакуум-провода 8, трубопроводов 9 и 10. Позицией 11 обозначен жидкий металл, 12 уровень металла в промежуточном ковше, 13 непрерывнолитой слиток.

Способ обработки металла в процессе непрерывной разливки осуществляют следующим образом.

П р и м е р. В начале процесса непрерывной разливки подают жидкую нераскисленную сталь 11 марки ст3 из разливочного ковша 1 емкостью 350 т в вакуумную камеру 2 и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,3-0,8 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуум-провода 8, соединенного с вакуум-насосом. Металл 11 подают из вакуум-камеры 2 в промежуточный ковш 5 емкостью 50 т двумя струями через два огнеупорных патрубка 3 и 4, заглубленных в полость промежуточного ковша 5. Далее металл 11 из промежуточного ковша 5 подают через удлиненные огнеупорные стаканы 6 в два кристаллизатора 7 под уровень металла. Из кристаллизаторов 7 вытягивают непрерывнолитые слитки 13 сечением 250х1600 мм со скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. Расход металла из промежуточного ковша 5 регулируют при помощи стапельных механизмов (на чертеже не показаны).

В начале наполнения промежуточного ковша 5 металлом 11 выше нижних торцов патрубков 3 и 4 и герметизации вакуум-камеры 2 уровнем 12 жидкого металла начинают понижать остаточное давление в вакуум-камере 2 до необходимого по технологии остаточного давления. При достижении необходимого остаточного давления в вакуум-камере 2 в патрубки 3 и 4 по трубопроводам соответственно 9 и 10 попеременно и периодически подают инертный газ аргон с расходом 400-800 л/мин. При этом производят одновременно два совмещенных процесса вакуумной обработки металла: струйное проточное в вакуум-камере и циркуляционное через патрубки. При помощи периодической подачи инертного газа к каждому из патрубков изменяют направление движения металла в каждом патрубке на обратное. В этих условиях слив металла из вакуум-камеры 2 производят попеременно через каждый патрубок 3 или 4.

В нашем примере смену направления слива металла из вакуум-камеры производят с периодичностью 1-10 мин в зависимости от весового расхода металла из разливочного ковша 1.

Благодаря смене патрубков, по которым сливается металл из вакуум-камеры, изменяется его направление движения на днище вакуум-камеры. Сказанное приводит к перемешиванию слоя металла, что вызывает повышение эффективности вакуумирования и устраняет наличие застойных зон по периметру днища вакуум-камеры.

В этих условиях повышается эффективность процесса вакуумирования металла в зависимости от его раскисленности и весового расхода. При этом сокращаются объемы невакуумированного металла и повышается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества, снижается брак слитков по неметаллическим включениям и наличию в металле вредных газовых включений.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить выход непрерывнолитых слитков высокого качества на 6-8% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ обработки металла, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате.