способ обработки металла при непрерывной разливке

Формула изобретения

Способ обработки металла при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла струей из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней остаточного давления, обработку металла в вакуум-камере посредством углеродного раскисления, подачу металла в промежуточный ковш через сливной патрубок и далее в кристаллизаторы, при этом в процессе вакуумной обработки металла регулируют толщину слоя металла на днище вакуум-камеры и длину струи металла, отличающийся тем, что толщину слоя металла на днище вакуум-камеры устанавливают равной 0,08 0,19 длины струи металла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке металлов.

Известен способ обработки металла при непрерывной разливке, 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 патрубок непосредственно в кристаллизатор под уровень металла. При этом вакуум-камера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-проводом.

(См. Г.А.Соколов "Внепечное рафинирование стали", М. Металлургия, 1977, стр. 194, рис.66-а).

Недостатком известного способа является недостаточная производительность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в случае нарушения герметичности вакуум-камеры происходит переполнение кристаллизатора. В этих условиях прекращается процесс непрерывной разливки.

Наиболее близки по технической сущности является способ обработки металла при непрерывной разливке, 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 под уровень через 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 и осуществлять обработку металла посредством углеродного раскисления.

(См. авт. свид. N 295607, кл. B 22 D 11/101, 1971).

Недостатком известного способа является низкая стабильность вакуумной обработки металла и недостаточная стойкость вакуум-камеры. Это объясняется тем, что струи металла в вакуум-камере с большой кинетической энергией соударяются с зеркалом слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры. В результате образуются брызги металла, которые налипают на боковые футерованные стенки вакуум-камеры. Сказанное приводит к уменьшению рабочего объема вакуум-камеры, что снижает эффективность струйного вакуумирования металла. При этом снижается стойкость огнеупорной футеровки вакуум-камеры.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении эффективности процесса вакуумной обработки металла, а также стойкости вакуум-камеры.

Указанный технический эффект достигают тем, что подают жидкий металл из разливочного ковша в вакуум-камеру, создают в ней остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере посредством углеродного раскисления, подают металл в промежуточный ковш через сливной патрубок и далее в кристаллизаторы.

В процессе вакуумной обработки металла устанавливают толщину слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры, в пределах 0,08-0,19 от длины струи металла в вакуум-камере.

Повышение эффективности процесса вакуумной обработки металла будет происходить вследствие отсутствия образования большого количества брызг металла с зеркала слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры. В результате рабочий объем вакуум-камеры не заростает застывшим металлом на боковых стенках вакуум-камеры, сохраняется рабочая полость камеры постоянной. При этом вакуум-камера не требует частого ремонта, повышается тем самым ее стойкость. Кроме того, обеспечивается высокая эффективность вакуумирования металла в струе и в слое.

Диапазон значений толщины слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры, в пределах 0,08-0,19 от длины струи металла в вакуум-камере объясняется закономерностями процесса вакуумирования и образования брызг металла на зеркало слоя металла. При меньших значениях толщина слоя металла на днище вакуум-камеры будет недостаточной для эффективного вакуумирования металла в слое. Кроме того, при этом образуется большое количество брызг металла. При больших значениях длина струи будет недостаточной для эффективного вакуумирования металла в струе.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от высоты рабочей полости вакуум-камеры и весового расхода металла из разливочного ковша.

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

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ обработки металла при непрерывной разливке осуществляют следующим образом.

ПРИМЕР. В процессе обработки металла при непрерывной разливке подают жидкую нераскисленную малоуглеродистую сталь марки 08Ю из сталеразливочного ковша емкостью 350 т в вакуум-камере и создают в ней разрежение в пределах 0,5-0,8 КПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуум-провода, соединенного с вакуум-насосом. Металл из вакуум-камеры подают в промежуточный ковш емкостью 25 т через огнеупорный сливной патрубок. Далее металл из промежуточного ковша подают через удлиненные огнеупорные стаканы в кристаллизаторы под уровень металла. Из двух кристаллизаторов вытягивают два непрерывнолитых слитка сечением 250 х 1600 мм со скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. Расходы металла из разливочного и промежуточного ковшей регулируют при помощи шиберных затворов и стопоров.

В процессе вакуумной обработки металла устанавливают толщину слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры, в пределах 0,08-0,19 от длины струи металла в вакуум-камере.

Необходимую толщину слоя металла устанавливают посредством соответствующего изменения расходов металла из разливочного ковша с одной стороны и из промежуточного ковша с другой стороны. При этом толщина слоя металла в вакуум-камере определяется глубиной погружения сливного патрубка под уровень металла в промежуточном ковше.

В таблице приведены примеры осуществления способа обработки металла при непрерывной разливке с различными технологическими параметрами.

В первом примере вследствие малой толщины слоя металла на днище вакуум-камеры будет мала эффективность вакуумирования металла в слое из-за малого времени его нахождения на днище вакуум-камеры. Кроме того, вследствие большой длины струи увеличивается количество брызг металла.

В пятом примере вследствие большой толщины слоя металла на днище вакуум-камеры длина струи металла будет недостаточной для струйного вакуумирования металла.

В шестом примере, прототипе, вследствие большой толщины слоя металла на днище вакуум-камеры будет недостаточна эффективность вакуумирования металла.

В примерах 2-4 вследствие поддержания толщины слоя металла на днище и длины струи металла в оптимальных пределах в зависимости от весового расхода металла и общей высоты вакуум-камеры повышается эффективность вакуумирования металла в струе и в слое в вакуум-камере. При этом устраняется процесс образования брызг металла, оседающих на боковых стенках вакуум-камеры. Кроме того, сохраняется объем рабочей полости вакуум-камеры неизменным, улучшается качество слитков за счет уменьшения содержания в них металлических включений

Применение предлагаемого способа позволяет повысить выход вакуумированного металла на 5-10% а также повысить стойкость вакуум-камеры на 4-6% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ обработки металла при непрерывной разливке, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате.