RU107493U1

RU107493U1 - INTERMEDIATE BUCKET FOR CONTINUOUS METAL CASTING

Info

Publication number: RU107493U1
Application number: RU2010137139/02U
Authority: RU
Inventors: Павел Константинович Шаталов; Игорь Эдуардович Александров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМНОВАЦИЯ" (ООО "ПРОМНОВАЦИЯ")
Priority date: 2010-09-06
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2011-08-20

Abstract

Промежуточный ковш для непрерывной разливки металла, содержащий футерованную емкость с донным отверстием и установленным в нем сталевыпускным устройством, верхний торец которого расположен с превышением над днищем промежуточного ковша, и стопор, отличающийся тем, что превышение верхнего торца сталевыпускного устройства над днищем промежуточного ковша составляет 0,03-0,05 номинального уровня жидкого металла. An intermediate ladle for continuous casting of metal, containing a lined tank with a bottom hole and a steel outlet installed in it, the upper end of which is located above the bottom of the intermediate ladle, and a stopper, characterized in that the excess of the upper end of the steel outlet above the bottom of the intermediate ladle is 0, 03-0,05 nominal level of liquid metal.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к черной металлургии, а именно, к сталеплавильному производству, в частности, к конструкции промежуточных ковшей и может быть использована при непрерывной разливки стали на УНРС.The proposed utility model relates to ferrous metallurgy, namely, to steelmaking, in particular, to the construction of intermediate ladles and can be used for continuous casting of steel at UNRS.

Известен промежуточный ковш по а.с. СССР №1715478, кл. B22D 11/10, включающий футерованный кожух, разливочный стакан-дозатор с огнеупорной втулкой, расположенной в его верхней части и стопор.Known intermediate bucket for A.S. USSR No. 1715478, cl. B22D 11/10, including a lined casing, a dispensing nozzle with a refractory sleeve located in its upper part and a stopper.

Недостатком известного технического решения являются дополнительные затраты на изготовление дополнительных элементов, их доставку на рабочую площадку с последующей прецизионной установкой в промежуточном ковше.A disadvantage of the known technical solution is the additional cost of manufacturing additional elements, their delivery to the work site with subsequent precision installation in the intermediate bucket.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом), по мнению авторов, является промежуточный ковш машины непрерывного литья заготовок по а.с. СССР №1563840 кл. B22D 11/10, содержащий футерованную емкость с донным отверстием и установленным в нем разливочным стаканом, верхний торец которого расположен с превышением над днищем промежуточного ковша и снабжен кольцевой полостью.The closest to the proposed technical solution according to the technical nature and the achieved result (prototype), according to the authors, is the intermediate ladle of the continuous casting machine for billets by a.s. USSR No. 1563840 class B22D 11/10, containing a lined container with a bottom hole and a pouring nozzle installed in it, the upper end of which is located above the bottom of the intermediate ladle and is provided with an annular cavity.

Недостатком известного технического решения является низкое качество металла вследствие значительного количества неметаллических включений в расплаве и его неоднородности по химическому составу и микроструктуре слябов.A disadvantage of the known technical solution is the low quality of the metal due to the significant amount of non-metallic inclusions in the melt and its heterogeneity in the chemical composition and microstructure of the slabs.

Задача, на решение которой направлено техническое решение -улучшение качества разливаемого металла за счет снижения количества неметаллических включений и неоднородности металла. При этом достигается получение такого технического результата, как снижение отбраковки слябов по неметаллическим включениям, снижение брака горячекатаного травленого и холоднокатаного проката по дефекту «плена», и получение дополнительной прибыли за счет снижения себестоимости разливки металла.The problem the technical solution is aimed at improving the quality of cast metal by reducing the number of non-metallic inclusions and the heterogeneity of the metal. At the same time, it is possible to obtain a technical result such as reducing rejects of slabs based on non-metallic inclusions, reducing rejects of hot-rolled pickled and cold-rolled products due to a “defect” defect, and generating additional profit by reducing the cost of metal casting.

Вышеуказанные недостатки исключаются тем, что в промежуточном ковше для непрерывной разливки металла, содержащем футерованную емкость с донным отверстием и установленным в нем сталевыпускным устройством, верхний торец которого расположен с превышением над днищем промежуточного ковша и стопор, превышение верхнего торца сталевыпускного устройства над днищем промежуточного ковша составляет 0,03-0,05 номинального уровня жидкого металла.The above disadvantages are eliminated by the fact that in the intermediate ladle for continuous casting of metal containing a lined tank with a bottom hole and a steel outlet installed in it, the upper end of which is located above the intermediate ladle and the stopper, the excess of the upper end of the steel outlet above the bottom of the intermediate ladle is 0.03-0.05 nominal level of liquid metal.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного своим конструктивным выполнением, а именно, соотношением величины превышения верхнего торца сталевыпускного устройства над днищем промежуточного ковша и номинального уровня жидкого металла. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию полезной модели «Новизна».A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the claimed technical solution differs from the known one for its structural design, namely, the ratio of the excess of the upper end of the steel outlet device over the bottom of the intermediate ladle and the nominal level of molten metal. Thus, the claimed technical solution meets the criterion of the utility model "Novelty."

Так как предлагаемая полезная модель может быть использована в промышленности, а проведение испытаний опытного образца уже показали положительные результаты, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию полезной модели «Промышленная применимость».Since the proposed utility model can be used in industry, and testing the prototype has already shown positive results, therefore, this technical solution meets the criterion of the utility model "Industrial applicability".

Сравнительный анализ предложенного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями, не позволил выявить существенные признаки, присущие заявленному решению. Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий позволяет обеспечить получение вышеуказанного технического результата.A comparative analysis of the proposed technical solution not only with the prototype, but also with other technical solutions, did not allow us to identify the essential features inherent in the claimed solution. It follows that the claimed combination of significant differences allows to obtain the above technical result.

Предложенное техническое решение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей:The proposed technical solution will be clear from the following description and the drawings attached to it:

На фиг.1 - схематически изображен предлагаемый промежуточный ковш для непрерывной разливки металла;Figure 1 - schematically shows the proposed intermediate ladle for continuous casting of metal;

На фиг.2 - изображен разрез А-А фиг.1.Figure 2 - shows a section aa of figure 1.

Промежуточный ковш для непрерывной разливки металла включает футерованную емкость 1, с приемной 2 и разливочными 3,4 камерами, которые разделены перегородками 5, в которых выполнены верхний 6 и нижний 7 сквозные каналы. Каждая из разливочных камер 3 и 4 содержит донное отверстие 8 с установленным в нем сталевыпускным устройством 9, включающим промежуточный огнеупорный элемент 10 и стакан-дозатор 11, который сообщен с системой подачи аргона (на чертежах не показано), и стопор 12. Верхний торец -В- промежуточного огнеупорного элемента 10 (сталевыпускного устройства 9) расположен с превышением -h- над днищем -С- промежуточного ковша, составляющим 0,03-0,05 номинального уровня жидкого металла -Н-. В приемной камере 2 на днище ковша расположен струйный приемник-гаситель 13 (турбостоп), выполненный из термостойкого огнеупорного материала.An intermediate ladle for continuous casting of metal includes a lined tank 1, with a receiving 2 and 3.4 casting chambers, which are separated by partitions 5, in which the upper 6 and lower 7 through channels are made. Each of the casting chambers 3 and 4 contains a bottom hole 8 with a steel exhaust device 9 installed in it, including an intermediate refractory element 10 and a metering cup 11, which is in communication with the argon supply system (not shown in the drawings), and a stopper 12. The upper end face is The B-intermediate refractory element 10 (steel-releasing device 9) is located with an excess of -h- over the bottom -C- of the intermediate ladle, comprising 0.03-0.05 of the nominal level of the liquid metal -H-. In the receiving chamber 2 on the bottom of the bucket there is a jet receiver-damper 13 (turbostop) made of heat-resistant refractory material.

Промежуточный ковш для непрерывной разливки металла работает следующим образом.An intermediate ladle for continuous casting of metal works as follows.

Струя металла из сталеразливочного ковша (на рисунках не показан) поступает в струйный приемник-гаситель 13 (турбостоп), при этом обеспечивается гашение кинетической энергии струи, что исключает «размывание» футеровки днища, стен и перегородок в приемной камере 2 промежуточного ковша при его заполнении жидким металлом. Затем металлический расплав через сквозные верхние 6 и нижние 7 каналы перегородок 5, поступает в разливочные камеры 3 и 4 промежуточного ковша. Далее жидкий металл через промежуточный огнеупорный элемент 10 и стакан-дозатор 11 разливочных камер подается в кристаллизаторы (под уровень металла). Из кристаллизаторов вытягиваются непрерывнолитые слитки. По мере прохождения жидкого металла по стакан-дозатору 11, через последний в зону расположения стопора 12 подается защитный газ-аргон. Расход металла из промежуточного ковша регулируется при помощи стопоров 12 или шиберных затворов (на рисунках не показано).The metal stream from the steel pouring ladle (not shown in the figures) enters the jet receiver-damper 13 (turbostop), this ensures the quenching of the kinetic energy of the jet, which eliminates the "erosion" of the lining of the bottom, walls and partitions in the receiving chamber 2 of the intermediate ladle when it is filled liquid metal. Then the metal melt through the through upper 6 and lower 7 channels of the partitions 5, enters the casting chambers 3 and 4 of the intermediate ladle. Next, the liquid metal through the intermediate refractory element 10 and the dispenser cup 11 of the casting chambers is fed into the molds (under the metal level). Continuous cast ingots are drawn from crystallizers. As the liquid metal passes through the dispenser glass 11, protective argon gas is supplied through the latter to the location of the stopper 12. The consumption of metal from the tundish is regulated using stoppers 12 or slide gates (not shown in the figures).

Пример.Example.

Разливку низкоуглеродистой стали производили на двухручьевой МНЛЗ методом «плавка на плавку» на стелеразливочном ковше емкостью 160 т через промежуточный ковш, емкостью 50 т при номинальном уровне жидкого металла. Общая высота промежуточного ковша составляла 1600 мм, а номинальный уровень жидкого металла поддерживался по высоте 1125-1175 мм.The casting of low-carbon steel was carried out on a double-strand continuous casting machine using the “melting for smelting” method on a steel casting ladle with a capacity of 160 tons through an intermediate ladle with a capacity of 50 tons at a nominal level of liquid metal. The overall height of the tundish was 1,600 mm, and the nominal level of molten metal was maintained at a height of 1,125–1175 mm.

Превышение верхнего торца сталевыпускного устройства над днищем промежуточного ковша (в диапазоне 30-65 мм) создавалось путем последовательной установки ряда упомянутых устройств (при очередной замене промежуточных ковшей). Сечение разливаемой заготовки составляло в среднем 250-1300 мм, средняя рабочая скорость разливки составляла 0,8 м/мин.The excess of the upper end of the steel outlet device over the bottom of the intermediate ladle (in the range of 30-65 mm) was created by the sequential installation of a number of the mentioned devices (during the next replacement of the intermediate ladles). The cross section of the cast billet averaged 250–1300 mm, the average working casting speed was 0.8 m / min.

Выполнение верхнего торца -В- сталевыпускного устройства 9 над днищем -С- промежуточного ковша с превышением менее 0,03 номинального уровня -Н- жидкого металла приводит к тому, что поток жидкого металла в придонной области приобретая более высокую скорость и встретив на своем пути выступающую часть торца -В-, и практически не вступая с ним во взаимодействие, направляется в стакан - дозатор 11, унося с собой продукты раскисления жидкого металла, что негативно сказывается на качестве готовой продукции.The execution of the upper end of the -B steel-releasing device 9 above the bottom of the -C-intermediate ladle with an excess of less than 0.03 of the nominal level of -H-liquid metal leads to the fact that the flow of liquid metal in the bottom region acquires a higher speed and encounters a protruding part of the end-B-, and practically without entering into interaction with it, is sent to the glass - dispenser 11, taking with it the products of deoxidation of liquid metal, which negatively affects the quality of the finished product.

Выполнение верхнего торца -В- сталевыпускного устройства 9 над днищем -С- промежуточного ковша с превышением более 0,05 номинального уровня -Н- жидкого металла изменяет динамику потока расплава путем его завихрения в зоне выпускного отверстия, что обеспечивает возможность всплытия неметаллических включений, которые находятся в расплаве, но вместе с этим происходит более интенсивное разрушение (износ) огнеупорного материала, из которого изготовлено упомянутое устройство. Разрушение сталевыпускного устройства является причиной более частых его замен, уменьшения продолжительности межремонтных сроков промежуточных ковшей, а изготовление и поставка новых специальных конструкций сталевыпускных устройств, требует дополнительных финансовых затрат, что ведет к увеличению себестоимости разливки металла и как следствие - потерям дополнительной прибыли.The execution of the upper end of the -B steel-releasing device 9 above the bottom of the -C-intermediate ladle with an excess of more than 0.05 of the nominal level of -H-liquid metal changes the dynamics of the melt flow by swirling in the zone of the outlet, which makes it possible to float non-metallic inclusions that are in the melt, but at the same time there is a more intense destruction (wear) of the refractory material from which the said device is made. The destruction of the steel-releasing device is the reason for its more frequent replacements, the decrease in the overhaul time of intermediate ladles, and the manufacture and delivery of new special designs of steel-releasing devices requires additional financial costs, which leads to an increase in the cost of casting metal and, as a result, loss of additional profit.

Отношение величин превышения верхнего торца сталевыпускного устройства над днищем промежуточного ковша -h- и номинального уровня жидкого металла -Н- было определено опытным путем в процессе опытных плавок, для проведения которых на заводе-изготовителе было закуплено несколько новых различных по высоте конструкций сталевыпускных устройств, обеспечивших снижение выхода несоответствующей продукции по дефекту «плена».The ratio of the values of the excess of the upper end of the steel outlet device over the bottom of the intermediate ladle -h- and the nominal level of the liquid metal -H- was determined empirically in the process of trial smelting, for which several new steel-height devices of various heights were procured at the factory, which provided decrease in the yield of non-conforming products due to the “captivity” defect.

Результаты опытных испытаний, проведенных на одном из участков разливки жидкого металла, представлены в таблице №1.The results of the pilot tests conducted at one of the sections of the casting of liquid metal are presented in table No. 1.

Таблица №1Table number 1 №№п/п испытанийNo. of tests Превышение верхнего торца сталевыпускного устройства над днищем промежуточного ковша относительно номинального уровня жидкого металла, h/НThe excess of the upper end of the steel outlet device over the bottom of the intermediate ladle relative to the nominal level of molten metal, h / N Снижение брака по дефекту «плена»,%Decrease in marriage on the defect of "captivity",% Степень износа торца сталевыпускного устройстваThe degree of wear on the end face of the steel outlet 1one 0,0250,025 0,50.5 в нормеfine 22 0,0300,030 1,31.3 в нормеfine 33 0,0400,040 1,41.4 в нормеfine 4four 0,0500,050 1,61,6 в нормеfine 55 0,0550,055 1,31.3 повышенный износ, требуется заменаincreased wear, replacement required

Отсюда следует, что при использовании предлагаемого технического решения во время разливки жидкого металла, поток расплава, приобретя в придонной области ламинарный характер, движется до взаимодействия с выступающей частью торцовой поверхности сталевыпускного устройства. В результате взаимодействия происходит завихрение потока расплава в данной зоне, содержащиеся в жидкой стали неметаллические включения коагулируют с последующим ростом своих размеров, что с одновременной подачей аргона создает благоприятные условия для их выделения. Одновременно эти частицы движутся к границе раздела сталь-шлак и поглощаются слоем шлака, следствием чего является повышение качества разливаемой стали. Промышленные испытания, проведенные на одном из участков разливки жидкого металла, показали, что при производстве холоднокатаного проката опытных плавок выход несоответствующей продукции по дефекту «плена» снизился в среднем на 1,4%.It follows that when using the proposed technical solution during the casting of liquid metal, the melt flow, having acquired a laminar character in the bottom region, moves to interact with the protruding part of the end surface of the steel-releasing device. As a result of the interaction, the melt flow swirls in this zone, non-metallic inclusions contained in liquid steel coagulate with a subsequent increase in their size, which, with the simultaneous supply of argon, creates favorable conditions for their separation. At the same time, these particles move to the steel-slag interface and are absorbed by the slag layer, resulting in an increase in the quality of the cast steel. Industrial tests carried out at one of the areas for casting liquid metal showed that in the production of cold-rolled products of experimental melts, the yield of inappropriate products due to the “defect” defect decreased by an average of 1.4%.

Отсюда можно сделать вывод, что задача, на решение которой направлено техническое решение - выполняется, при этом достигается получение вышеуказанного технического результата.From this we can conclude that the task whose solution the technical solution is aimed at is fulfilled, while achieving the above technical result is achieved.

Claims

An intermediate ladle for continuous casting of metal, containing a lined tank with a bottom hole and a steel outlet installed in it, the upper end of which is located above the bottom of the intermediate ladle, and a stopper, characterized in that the excess of the upper end of the steel outlet above the bottom of the intermediate ladle is 0, 03-0,05 nominal level of liquid metal.