способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке

Формула изобретения

СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуумкамеру, создание в ней остаточного давления, обработку металла в вакуум-камеру, подачу металла из нее патрубок под уровень в промежуточный ковш и далее в кристаллизаторы, отличающийся тем, что в конце опорожнения разливочного ковша увеличивают давление в вакуум-камере, снижают уровень металла в вакуум-камере, а мениск металла в патрубке устанавливают в пределах 0,5 1,0 его высоты от нижнего торца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известен способ поточного вакуумирования 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 патрубки непосредственно в кристаллизаторы под уровень металла. В этих условиях вакуум-камера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-насосами [1]

Недостатками известного способа являются недостаточные 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 по технической сущности к изобретению является способ поточного вакуумирования 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 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 торцев патрубков и герметизации вакуум-камеры жидким металлом начинают производить уменьшение остаточного давления в камере [2]

Недостатками известного способа являются неудовлетворительные 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. Сказанное 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 и стабильности процесса непрерывной разливки с использованием поточного вакуумирования металла.

Указанный технический эффект достигают тем, что подают жидкий металл из разливочного ковша в вакуум-камеру, создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления, подают металл в промежуточный ковш через патрубок и далее в кристаллизаторы, вытягивают из кристаллизаторов слитки.

В конце опорожнения разливочного ковша увеличивают давление в вакуум-камере, снижают уровень слоя металла в вакуум-камере и устанавливают мениск металла в патрубке в пределах 0,5-1,0 его высоты от нижнего торца.

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. В этих условиях из вакуум-камеры выльется в промежуточный ковш объем металла, находящийся только в патрубке. Этот объем металла имеет небольшую величину, слив которого из патрубка не приведет к переполнению промежуточного ковша.

Диапазон расположения мениска металла в патрубке в пределах 0,5-1,0 его высоты от нижнего торца объясняется величиной запасного свободного объема рабочей полости промежуточного ковша, находящегося над уровнем металла в нем. При больших значениях возможно переполнение промежуточного ковша. При меньших значениях необходимо увеличивать давление в вакуум-камере сверх допустимых значений, что приводит к снижению интенсивности вакуумирования металла в конце разливки разливочного ковша.

Указанный диапазон устанавливают в обратно пропорциональной зависимости от длины патрубка и его внутреннего диаметра проходного канала.

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 поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке осуществляют следующим образом.

П р и м е р. В начале процесса непрерывной разливки подают жидкую нераскисленную сталь марки ст 3 из разливочного ковша емкостью 350 т в вакуум-камеру и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в зависимости от раскисленности металла. Разрежение 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 кристаллизаторов 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 стопорных механизмов.

В конце опорожнения разливочного ковша увеличивают давление в вакуум-камере, снижают уровень слоя металла в вакуум-камере и устанавливают мениск металла в патрубке в пределах 0,5-1,0 его высоты от нижнего торца. Вес оставшегося металла в разливочном ковше определяют, например, с помощью мессдоз.

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 струйное вакуумирование металла, а также слоя металла, находящегося на ее днище.

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

В первом примере вследствие большой высоты уровня металла в патрубке происходит переполнение промежуточного ковша при опорожнении разливочного ковша.

В пятом примере вследствие малой высоты уровня металла в патрубке и необходимости значительного повышения давления в вакуум-камере происходит вакуумирование металла в конце разливки разливочного ковша с недостаточной интенсивностью.

В шестом примере (прототипе) вследствие отсутствия повышения давления в вакуум-камере и опускания уровня металла в вакуум-камере происходит переполнение промежуточного ковша в конце опорожнения разливочного ковша.

В примерах 2-4 вследствие понижения уровня металла в вакуум-камере и в патрубке до оптимальных значений в конце разливки разливочного ковша и разгерметизации вакуумной камеры не происходит переполнения промежуточного ковша и выхода оборудования из работы.

Предлагаемый способ позволяет увеличить производительность процесса непрерывной разливки стали с одновременным обеспечением ее поточного вакуумирования на 10-12% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ поточного вакуумирования на Новолипецком металлургическом комбинате.