способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке

Формула изобретения

СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней остаточного давления, обработку металла в вакуум-камере, подачу металла в промежуточный ковш через патрубок под уровень и далее в кристаллизаторы, отличающийся тем, что в конце опорожнения разливочного ковша уровень металла в промежуточном ковше уменьшают на величину, равную 0,6 - 0,9 глубины погружения патрубка под уровень металла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известен способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней разряжения до необходимого по технологии остаточного давления, подачу металла из вакуум-камеры через отдельный патрубок непосредственно в кристаллизатор под уровень металла. В этих условиях вакуум-камера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-проводом [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 кристаллизатора. 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 по технической сущности к изобретению является способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней разряжения до необходимого по технологии остаточного давления, подачу металла в промежуточный ковш через отдельный патрубок и далее - в кристаллизаторы. 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. Металл в промежуточном ковше подвергают раскислению и легированию. Уровень металла в промежуточном ковше поддерживают постоянным [2].

Недостатком известного способа является неудовлетворительная производительность и стабильность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в конце опорожнения разливочного ковша при толщине слоя металла в нем в пределах 100-200 мм под действием атмосферного давления воздух просачивается в вакуум-камеру, что приводит к ее мгновенной разгерметизации. В этих условиях весь металл, находящийся в вакуум-камере и патрубке, мгновенно выливается через патрубок в промежуточный ковш, что приводит к переполнению промежуточного ковша, к его переливу и, как следствие, к прекращению процесса непрерывной разливки, а также к потерям металла и выходу оборудования из работы.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности процесса и стабильности поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке.

Это достигается тем, что металл подают из разливочного ковша в вакуум-камеру, создают в ней остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере, подают металл в промежуточный ковш через отдельный патрубок и далее - в кристаллизаторы, вытягивают из кристаллизаторов слитки.

В конце опорожнения разливочного ковша уменьшают уровень металла в промежуточном ковше на величину, равную 0,6-0,9 глубины погружения патрубка под уровень металла в промежуточном ковше.

Повышение производительности и стабильности процесса непрерывной разливки с использованием поточного вакуумирования будет происходить вследствие устранения переполнения металлом промежуточного ковша при опорожнении разливочного ковша и разгерметизации вакуумной камеры из-за понижения уровня металла в промежуточном ковше и, следовательно, уровня слоя металла в вакуум-камере. При этом величина столба металла, определяемого барометрическим давлением, остается постоянной. В этих условиях при разгерметизации вакуум-камеры в конце разливки разливочного ковша выльется в промежуточный ковш уменьшенный объем металла.

Диапазон уменьшения уровня металла в промежуточном ковше в пределах 0,6-0,9 глубины погружения патрубка под уровень металла объясняется величиной запасного свободного объема рабочей полости промежуточного ковша, находящегося над уровнем металла в нем. При больших значениях возможна самопроизвольная разгерметизация патрубка вместе с вакуум-камерой вследствие непредвиденных колебаний уровня металла в промежуточном ковше. При меньших значениях в промежуточный ковш выльется большой объем металла, что вызовет его переполнение. Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от величины погружения патрубка под уровень металла в промежуточном ковше.

Способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке осуществляют следующим образом.

П р и м е р. В начале процессе непрерывной разливки подают жидкую нераскисленную сталь марки ст.3 из разливочного ковша емкостью 350 т в вакуум-камеру и создают в ней разряжение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,2-0,3 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разряжения создают посредством вакуум-провода, соединенного с вакуум-насосом. Металл подают из вакуум-камеры в промежуточный ковш емкостью 50 т под уровень через огнеупорный патрубок. Далее металл из промежуточного ковша подают через удлиненные огнеупорные стаканы в два кристаллизатора под уровень металла, из которых вытягивают непрерывно-литые слитки сечением 250х1600 мм с переменной скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. Расход металла из промежуточного ковша регулируют при помощи стопоров.

В начале разливки после наполнения промежуточного ковша металлом выше нижнего торца патрубка и герметизации вакуум-камеры уровнем жидкого металла начинают понижать давление в вакуум-камере и производят струйной вакуумирование металла, а также слоя металла, находящегося на ее днище. Вес оставшегося металла в разливочном ковше определяют, например с помощью мессдоз.

В конце опорожнения разливочного ковша уменьшают уровень металла в промежуточном ковше на величину, равную 0,6-0,9 глубины погружения патрубка под уровень металла в промежуточном ковше. Понижение уровня металла в промежуточном ковше производят за счет увеличения весового расхода из него в кристаллизаторы при одновременном увеличении скорости вытягивания слитков или уменьшении расхода металла из разливочного ковша.

В процессе понижения уровня металла в промежуточном ковше выдерживается постоянной величина столба металла от уровня металла в промежуточном ковше до уровня слоя металла, находящегося в вакуум-камере. Величина этого столба металла составляет 1,5 м при остаточном давлении в вакуум-камере, равном 0,2 кПа.

В таблице приведены примеры осуществления способа поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке с различными технологическими параметрами. В этих примерах уровень металла понижается ниже уровня днища вакуум-камеры.

В первом примере вследствие малой величины понижения уровня металла в промежуточном ковше возможно его переполнение при разгерметизации вакуум-камеры в конце разливки разливочного ковша.

В пятом примере вследствие большой величины понижения уровня металла в промежуточном ковше возможна самопроизвольная разгерметизация патрубка вместе с вакуум-камерой из-за неизбежных колебаний уровня металла в промежуточном ковше до окончания разливки разливочного ковша. В шестом примере (прототипе) вследствие отсутствия понижения уровня металла в промежуточном ковше происходит переполнение промежуточного ковша в конце опорожнения разливочного ковша и разгерметизации вакуум-камеры.

В примерах 2-4 вследствие понижения уровня металла в промежуточном ковше в оптимальных пределах относительно патрубка не происходит переполнение промежуточного ковша, выход оборудования из работы и потери металла при окончании разливки разливочного ковша и разгерметизации вакуум-камеры.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке на 8%.