устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ, содержащее разливочный ковш с разливочным стаканом в его днище, расположенную под ним вакуум-камеру с патрубком,установленным в его днище с заглублением в полость промежуточного ковша, и вакуум-провод, соединенный с вакуум-насосом, отличающееся тем,что вакуум-камера снабжена дополнительным патрубком с подводящим трубопроводом, а разливочный ковш и вакуум-камера установлены с соосным расположением разливочного стакана и основного патрубка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известно устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающее разливочный ковш с разливочным стаканом, вакуум-камеру с патрубком, а также вакуумпровод. Патрубок входит непосредственно в кристаллизатор. Разливочный ковш установлен на вакуумкамере. В этих условиях вакуумкамера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуумнасосом [1]

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

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающее разливочный ковш с разливочным стаканом в его днище, вакуумкамеру с патрубком, установленным в ее днище, а также вакуумпровод, соединенный с вакуумнасосом. Разливочный ковш установлен на вакуум-камере, а патрубок входит в промежуточный ковш. Промежуточный ковш снабжен стопорами и разливочными стаканами для подачи металла в кристаллизаторы [2]

Недостатком известного устройства является неудовлетворительная производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества. Это объясняется тем, что часть металла из разливочного ковша разливается в условиях отсутствия вакуумирования. Весь объем металла, находящийся в начале разливки в промежуточном ковше, не подвергается вакуумированию. В результате этого в части разливаемого металла не уменьшается содержание углерода, кислорода, водорода, неметаллических включений. Это 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.

Указанный технический эффект достигается тем, что устройство включает разливочный ковш с разливочным стаканом в его днище, вакуумкамеру с патрубком, установленным в ее днище и входящим в промежуточный ковш, а также вакуумпровод, соединенный с вакуумнасосом. Вакуумкамера снабжена дополнительным патрубком, оборудованным подводящим трубопроводом. При этом разливочный стакан разливочного ковша и другой патрубок расположены на одной оси.

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 и слоя металла в проточной вакуумкамере. 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 через оба патрубка.

Наличие на одном из патрубков трубопроводов объясняется необходимостью обеспечения процесса циркуляционного вакуумирования металла посредством пропускания газа.

Расположение на одной оси разливочного стакана разливочного ковша и одного из патрубков в днище вакуумкамеры объясняется, с одной стороны, необходимостью сохранения от разрушения днища вакуум-камеры под действием струи металла из разливочного ковша в начале разливки до снижения давления в вакуумкамере. В этих условиях струя металла проходит в промежуточный ковш непосредственно через патрубок. С другой стороны, смещение струи от центра днища вакуумкамеры на ось одного из патрубков повышает эффективность циркуляционного вакуумирования за счет создания потоков металла по днищу вакуумкамеры от одного отверстия патрубка к другому.

На чертеже показана схема устройства для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке.

Устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке состоит из разливочного ковша 1, вакуумкамеры 2, патрубков 3 и 4, промежуточного ковша 5, разливочных стаканов 6 и 7, кристаллизаторов 8, вакуумпровода 9, трубопровода 10. Позицией 11 обозначен жидкий металл, 12 уровень металла в промежуточном ковше, 13 непрерывнолитые слитки.

Устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке работает следующим образом.

П р и м е р. В начале процесса непрерывной разливки жидкая нераскисленная сталь 11 марки ст 3 из разливочного ковша 1 емкость 350 т через разливочный стакан 7 подается во внутреннюю полость вакуум-камеры 2, где создается разряжение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,3-0,6 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создается посредством вакуумпровода 9, соединенного с вакуумнасосом. Металл 11 подается из вакуумкамеры 2 в промежуточный ковш 5 емкость 50 т по патрубку 3. Далее металл 11 из промежуточного ковша 5 подается через удлиненные огнеупорные стаканы 6 в кристаллизаторы 8 под уровень металла. Из кристаллизаторов 8 вытягиваются непрерывнолитые слитки 13. Расход металла из промежуточного ковша 5 регулируется при помощи стопоров или шиберов (на чертеже не показаны).

В начале наполнения промежуточного ковша 5 металлом выше нижних торцов патрубка 3 и дополнительного патрубка 4 и герметизации вакуумкамеры 2 уровнем 12 жидкого металла производится циркуляционное вакуумирование металла, находящегося в промежуточном ковше, посредством подачи инертного газа, например аргона, по трубопроводу 10 в патрубок 4 с расходом в пределах 400-600 л/мин. В этих условиях, когда из вакуумкамеры 2 откачивается воздух, под действием атмосферного давления металл 11 поднимается в вакуумкамеру 2 по патрубку 4 на барометрическую величину, равную примерно 1,5 м, и покрывает днище камеры. Одновременно в патрубок 4 подводится аргон как транспортирующий газ. Газ, увеличиваясь в объеме, поднимается по патрубку 4, приводит в движение находящийся здесь металл и приподнимает на некоторую величину уровень зеркала металла 11 в камере 2. Дегазированный металл 11 стекает по другому патрубку 3 обратно в промежуточный ковш. Одновременно по этому патрубку стекает дегазированный в струе камеры металл. При этом выделившиеся из металла газы удаляются из камеры 2 по вакуумпроводу 9.

Разливочный стакан 7 разливочного ковша 1 установлен на одной оси со сливным патрубком 3 или, что то же самое, разливочный стакан 7 смещен относительно центра днища вакуумкамеры 2.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить производительность получения вакуумированного металла за счет обработки всего металла, включая и металл, находящийся в промежуточном ковше в начале непрерывной разливки. При этом повышается эффективность вакуумирования металла за счет сочетания двух видов вакуумирования: в струе в проточной камере и циркуляционного в промежуточном ковше. В то же время за счет расположения разливаемого стакана 7 соосно со сливным патрубком 3 повышается стойкость вакуумкамеры вследствие устранения разрушения ее днища струей металла из разливочного ковша. В начале разливки струя металла проходит непосредственно через сливной патрубок, не контактируя с днищем вакуумкамеры.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить производительность процесса обработки металла при непрерывной разливке на 6% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принято устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, применяемое на Новолипецком металлургическом комбинате.