способ обработки металла при непрерывной разливке

Формула изобретения

Способ обработки металла при непрерывной разливке, включающий подачу металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, ее герметизацию и 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 и при каждой смене разливочного ковша разгерметизацию и затем герметизацию вновь вакуумной камеры, отличающийся тем, что в начале наполнения промежуточного ковша в него вводят алюминий в виде, например, гранул, проволоки, мелких чушек с расходом 150 500 г/т стали и заканчивают введение алюминия после достижения в вакуум-камере необходимого остаточного давления после истечения из промежуточного ковша количества металла, соответствующего 0,5-1,5 его рабочего объема, а при последовательной смене разливочных ковшей после разгерметизации вакуум-камеры вводят алюминий в промежуточный ковш с расходом 100 300 г/т стали и заканчивают введение алюминия после герметизации вакуум-камеры и истечения из промежуточного ковша количества металла, соответствующего 0,3-1,0 его рабочего объема.

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 близким по технической сущности является способ обработки металла при непрерывной разливке, включающие 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 торцев патрубков и герметизации вакуум-камеры жидким металлом начинают производить уменьшение остаточного давления в камере и осуществлять обработку металла посредством углеродного раскисления.

Разливку ведут методом "плавка на плавку" со сменой разливочного ковша и вакуум-камеры. При этом при смене ковша производят разгерметизацию вакуумной камеры. В процессе разливки определяют химический состав металла в разливочном и промежуточном ковшах.

(См. авт. свид. N 295607, кл. В 22 D 11/10, 1971 г.).

Недостатком известного способа является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков. Это объясняется тем, что в начале разливки до герметизации сливного патрубка вакуум-камеры и достижения в ней необходимого остаточного давления происходит угар или окисление алюминия, находящегося в исходном жидком металле в разливочном ковше. Это же явление происходит при смене очередного разливочного ковша и разгерметизации вакуум-камеры при разливке методом "плавка на плавку".

В результате снижения содержания алюминия в непрерывнолитых слитках происходит потеря нестареющих свойств готовой металлопродукции, снижаются со временем механические свойства металлоизделий, уменьшаются их пластичность и штампуемость.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в улучшении качества непрерывнолитых слитков и изделий из них.

Указанный технический эффект достигают тем, что подают жидкий металл из разливочного ковша в вакуу-мкамеру, создают в ней остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере посредством углеродного ее раскисления, подают металл в промежуточный ковш через сливной патрубок и далее в кристаллизаторы, определяют химический состав разливаемого металла в разливочном и промежуточном ковшах.

В начале наполнения промежуточного ковша, герметизации сливного патрубка и вакуум-камеры жидким металлом, а также в период и после достижения в вакуум-камере необходимого остаточного давления в промежуточный ковш вводят алюминий в виде, например, гранул, проволоки, мелких чушек с расходом 150-500 г/т стали и заканчивают введение алюминия после достижения в вакуум-камере необходимого остаточного давления после истечения из промежуточного ковша количества металла, соответствующего 0,5-1,5 его рабочего объема, а при последовательной смене разливочных ковшей и разгерметизации вакуум-камеры вводят алюминий в промежуточный ковш с расходом 100-300 г/т стали, при этом начинают производить введение алюминия с момента разгерметизации вакуум-камеры и заканчивают после ее герметизации и истечения из промежуточного ковша количества металла, соответствующего 0,3-1,0 его рабочего объема.

Улучшение качества непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие стабильного содержания алюминия в разливаемом металле и устранения случаев его снижения в отлитых слитках. Сказанное устраняет потерю служебных свойств готовой металлопродукции, отсутствует снижение со временем механических свойств металлоизделий, исключается потеря нестареющих свойств металлопродукции, а также снижение ее пластичности и штампуемости.

Диапазон расходов алюминия в пределах 150-500 г/т в одном случае и 100-300 г/т в другом случае стали объясняется закономерностями его угара при транспортировке от разливочного ковша до кристаллизатора установки непрерывной разливки в условиях начала разливки и при смене разливочных ковшей и разгерметизации вакуум-камеры. При меньших значениях не будет восстанавливаться в непрерывнолитых слитках необходимое содержание алюминия. При больших значениях содержание алюминия в слитках будет превосходить допустимые значения, что приведет к увеличенному содержанию в металле неметаллических включений в виде оксидов алюминия и его перерасходу.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от разницы содержания алюминия в разливочном и промежуточном ковшах.

Диапазон значений объемов металла в диапазонах 0,5-1,5 и 0,3-1,0, после истечения которых из промежуточного ковша прекращает подачу алюминия, объясняется закономерностями расплавления и распределения алюминия по объему рабочей полости промежуточного ковша с учетом объема металла, находящегося на днище вакуум-камеры, а также металла, истекающего из разливочного ковша в начале разливки и при смене ковшей. При меньших значениях будет уменьшаться содержание алюминия в непрерывнолитых слитках, т.к. в этом случае будет уменьшаться время введения алюминия в промежуточный ковш. При больших значениях увеличится содержание алюминия в непрерывнолитых слитках сверх допустимых значений вследствие значительного времени его введения.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от рабочего объема промежуточного 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 непрерывной разливки подают жидкую нераскисленную малоуглеродистую сталь марки 08Ю из разливочного ковша емкостью 350 т в вакуум-камеру и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуум-провода, соединенного с вакуум-насосом. Металл из вакуум-камеры подают в промежуточный ковш через огнеупорный сливной патрубок. Далее металл из промежуточного ковша подают через удлиненные огнеупорные стаканы в кристаллизаторы под уровень металла. Из кристаллизатора вытягивают два непрерывнолитых слитка сечением 250х1600 мм со скоростью 0,6-1,2 м/мин. Расходы металла из разливочного и промежуточного ковшей регулируют при помощи стопоров. После подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижнего торца сливного патрубка и герметизации вакуум-камеры начинают понижать в ней остаточное давление до 0,5-0,8 кПа. Разливку ведут методом "плавка на плавку" с последовательной сменой разливочных ковшей. При смене очередного разливочного ковша одновременно производят разгерметизацию вакуум-камеры. При последующей установке на вакуум-камеру разливочного ковша производят операцию очередной ее герметизации. В процессе разливки определяют содержание алюминия в стали в сталеразливочном и промежуточных ковшах.

В начале наполнения промежуточного ковша, герметизации сливного патрубка и вакуум-камеры жидким металлом, а также в период и после достижения в вакуум-камере необходимого остаточного давления в промежуточный ковш вводят алюминий в виде, например, гранул, проволоки, мелких чушек с расходом 150-500 г/т стали и заканчивают введение алюминия после достижения в вакуум-камере необходимого остаточного давления после истечения из промежуточного ковша количества металла, соответствующего 0,5-1,5 его рабочего объема. При последовательной смене разливочных ковшей и разгерметизации вакуу-мкамеры вводят алюминий в промежуточный ковш с расходом 100-300 г/т стали. При этом начинают производить введение алюминия с момента разгерметизации вакуум-камеры и заканчивают после ее герметизации и истечения из промежуточного ковша количества металла, соответствующего 0,3-1,0 его рабочего объема.

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

В первом примере вследствие большого количества вводимого алюминия в слитках увеличивается его содержание сверх допустимых пределов. Кроме того, вследствие большого объема сливаемого металла из промежуточного ковша также увеличивается содержания алюминия в слитках сверх допустимых значений.

В пятом примере вследствие малого количества вводимого алюминия, а также малого объема сливаемого металла из промежуточного ковша уменьшается содержание алюминия в слитках ниже допустимых значений.

В шестом примере, прототипе, вследствие отсутствия введения алюминия в промежуточный ковш не происходит восполнение содержания алюминия в слитках из-за его угара, что приводит к ухудшению потребительских свойств металлопродукции.

В примерах 2-4 вследствие введения алюминия в промежуточный ковш в начале разливки и при смене разливочных ковшей в оптимальных количествах происходит восполнение содержания алюминия в слитках до необходимого значения. При этом время ввода алюминия, определяемом в зависимости от периода слива металла в необходимых количествах из промежуточного ковша в оптимальных пределах, достаточно для восполнения его содержания в слитках.

Применение предлагаемого способа позволяет устранить потерю служебных свойств готовой металлопродукции, исключить потерю нестареющих и механических свойств металла. При этом брак непрерывнолитых слитков снижается на 10-15% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ обработки металла при непрерывной разливке, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате.