RU1790468C - Промежуточный ковш двухручьевой машины непрерывного лить заготовок - Google Patents

Abstract

В ковше выполнены перегородки Г-об- разной формы с соотношением длины большегои меньшего участков 3:1 и с углом между ними 150°. Меньшие участки перегородок параллельны боковой стенке промежуточного ковша, а сквозные каналы выполнены р дами в участках перегородок меньшей длины. Оси сквозных каналов верхнего и нижнего р дов расположены в горизонтальной плоскости. Оси каналов второго р да наклонены под углом 40° к горизонтали, а оси каналов промежуточных р дов в направлении к верхнему р ду расположены с уменьшением угла наклона каждого последующего на 10°. Установлены сопла дл  подачи инертного газа со стороны днища промковша вдоль участков перегородок меньшей длины. Суммарна  площадь сквозных каналов составл ет 2...6 площади отверсти  выпускного стакана . 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к области металлургии - к непрерывной разливке металлов, конкретнее к конструкции промежуточных ковшей.

При разливке металлов на двухручьевых машинах непрерывного лить  заготовок используютс  деухшиберные сталеразливоч- ные ковши и двухстопорные промежуточные ковши. Использование таких ковшей на двухручьевой машине непрерывного лить  заготовок приводит к измен ющемус  по сечению промежуточного ковша положени  подаваемой струи металла, а это ведет, в свою очередь, к равной температуре металла (на 5-10°С), поступающего в кристаллиЧ

заторы. Учитыва  жесткие требовани  к температуре металла, разливаемого на машинах непрерывного лить  ( ±2,5°С), дл  обеспечени  стабильности процесса разливки , а также однородности и качества отливаемых заготовок дл  сталей ответственного назначени  по количеству неметал- лических включений и содержани  газов в них, необходимость усовершенствовани  конструкции промежуточного ковша бесспорна .

Известен промежуточный ковш двухручьевой машины непрерывного лить  заготовок/содержащий установленную в огнеупорной футеровке промежуточного

Ч

О

g

Os

00

CJ

ковша и герметично соединенную с разливочным стаканом сталеразливочного ковша армированную огнеупорную трубу дл  приема металла, отбойную часть с двум  открытыми сверху каналами дл  направлени  потоков металла и примыкающие к ней вертикальные перегородки с отверсти ми в нижней части НоДачи металла к выпускным стаканам промежуточного ковша. Промежуточный ковш закрыт крышкой и снабжен специальными трубками дл  подачи защитного газа в верхнюю и нижнюю части огнеупорной трубы.

Недостатком данной конструкции  вл етс  то, что при использовании ее при вне- центренной подаче металла наблюдаетс  неоднородность по темпе ратуреу расплава, поступающего в кристаллизаторы изгза разного пути от места ввода струи из сталеразливочного ковша до выпускных стаканов, что приводит к снижению стабильности процесса разливки и развитию неоднородности металла. При этом снижение ста: бильности процесса разливки св зано как с более низкой температурой металла на одном изручьев-увеличиваетс числопла- .вок с зат гиванием выпускных стаканов промежуточного ковша и прекращением разливки, так и с более высокой его температурой на другом ручье - увеличиваетс  число плавок с прорывами металла под кристаллизатором , а также со слабой очисткой .разливаемого металла от неметаллических включений и газов,

Наиболееблизким по технической сущнЪстй и предлагаемому  вл етс  промежуточный ковш двухручьёвой машины непрерывного лить  заготовок, содержащий футерованный кожух, стопоры, отбойную часть, примыкающие к ней вертикальные перегородки с отверсти ми в нижней части и выпускные стаканы, перегородки расположены под углом 100-140° к продольным стенкам промежуточного ковша , образу  параллелограмм, при этом отверсти  в перегородках выполнены выше отбойной части на 5-20% их высоты и размещены со смещением по диагонали от оси перегородок на 30-50% их ширины в области тупых углов параллелограмма.

Недостатком прототипа  вл етс  невысокое качество разливаемого металла, т.к. отверсти , выполненные в перегородках, служат только Дл  Подвода металла в разливочные секции и не способны обеспечить направленного перемешивани  металла дл  ускоренного всплыти  неметаллических включений и газов и последующей ассимил ции их защитным шлаком, необходимую однородность металла по химическому составу и макроструктуре сл бов при внецен- тренном подводе расплава из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш, а также невысокую стабильность процесса

разливки.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качества металла за счет снижени  количества неметаллических включений и неоднородности металла при внецентренном подводе расплава из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш, а также повышени  стабильности процесса разлив-4 ки... ....

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

5 перегородки выполнены Г-образной формы с соотношением длины большего и меньшего участков 3:1 и с углом между ними 150°, меньшие участки перегородок параллельны боковой стенке промежуточного ковша и

0 удалены от нее на рассто нии За, а сквозные каналы выполнены р дами в участках перегородок меньшей длины, при этом оси сквозных каналов верхнего и нижнего р дов расположены в горизонтальной плоскости,

5 оси каналов второго р да наклонены под углом 40° к горизонтали, а оси каналов промежуточных р дов в направлении к верхнему р ду расположены с уменьшением угла наклона каждого последующего на 10°;

0 Инертный газ подаетс  через сопла, установленные в приемной секции со стороны днища промежуточного ковша вдоль участков перегородки меньшей длины. . Суммарна  площадь сквозных каналов

5 составл ет 2-6 площади отверсти  выпускного стакана.

Новым в предлагаемой конструкции промежуточного ковша  вл етс :

1) перегородки выполненные Г-образ0 ной формы с соотношением длины большего и меньшего участков 3:1 и с углом между ними 150°С, меньшие участки перегородок параллельны боковой стенке промежуточного ковша и удалены от нее

5 на рассто нии За, а сквозные каналы выполнены р дами в участках перегородок меньшей длины, при этом оси сквозных каналов верхнего и нижнего р дов расположены в горизонтальной

0 плоскости оси каналов второго р да наклонены под углом 40° к горизонтали, а оси каналов промежуточных р дов в направлении к верхнему р ду расположены с уменьшением угла наклона каждого

5 последующего на 10 ;

2) сопла дл  подачи инертного газа установлены в приемной секции со стороны днища промежуточного ковша вдоль участков перегородок меньшей длины;

3) суммарна  площадь сквозных каналов составл ет 2-6 площади отверсти  выпускного стакана.

Проведенный патентно-лицензионный поиск не установил технических решений, содержащих подобные признаки, и поэтому дает основание полагать, что за вл емый промежуточный ковш обладает существенной новизной.

На основании гидродинамического моделировани  и опытно-промышленных экспериментов было установлено, что использование промежуточного ковша предлагаемой конструкции позвол ет решить поставленную задачу в подаваемой за вке.

На фиг. 1-3 показан пример предлагаемого промежуточного ковша.

Промежуточный ковш с продольными 1 и боковыми 2 стенками машины непрерывного лить  заготовок содержит футерованный кожух 3, отбойную часть 4 в приемной секции 5, разливочные секции 6 с выпускными стаканами 7 и стопорами 8, удаленными от ближайшей боковой стенки на рассто ние а, две вертикальные Г-образные перегородки 9. Соотношение длины большего и меньшего участков в перегородке 3:1 и с углом между ними 150°, при этом меньшие участки перегородок параллельны боковой стенке промежуточного ковша и удалены от нее на рассто нии За. Приемна  и разливочные секции соединены сквозными каналами 10, которые расположены 10, которые расположены р дами в участках перегородки меньшей длины. Оси сквозных каналов составл ют с горизонталью различные углы,, а именно, оси верхнего и нижнего р дов расположены в горизонтальной плоскости, оси каналов второго р да наклонены под углом 40° к горизонтали, а оси каналов промежуточных р дов расположены с уменьшением угла наклона каждого последующего на 10°. В приемной секции со стороны днища про- межуточного ковша вдоль участков перегородок меньшей длины установлены сопла 11-дл  подачи инертного газа. На поверхность металла наведен слой защитного рафинирующего шлака 12.

Выполнение перегородок Г-образной формы со сквозными каналами в участках меньшей длины, которые параллельны боковой стенке промковша и удалены от нее на рассто нии За, позвол ет уменьшить разность пути металла от места ввода струи расплава в промковш до выпускных стаканов , а это значит повысить однородность металла, поступающего в кристаллизаторы, по температуре, химсоставу независимо от места его ввода. Расположение сквозных

каналов р дами, оси которых направлены под различными углами к горизонтали и подача инертного газа со стороны днища промковша приемной секции вдоль участков 5 перегородки меньшей длины, обеспечивает хорошую циркул цию металла в разливочных секци х, более быстрое всплывание неметаллических включений и газов, а также последующую ассимил цию их защитным 0 рафинировочным шлаком, что в целом улучшает качество и однородность металла и стабилизирует процесс разливки стали.

Соотношение длины большего и мень шего участков 3:1 обусловлено тем, что если

5 оно будет большим, то в малом участке перегородки будет недостаточное количество сквозных каналов, которые обеспечивают не только подвод металла, из приемной в разливочные секции, но и  вл ютс  рафини0 ровочными каналами; если меньшим, чем 3:1, то будет уменьшатьс  разность пути металла от места ввода струи расплава в промковш до выпускных стаканов. Угол в 150° между большим и меньшим участками пе5 регородок необходим дл  того, чтобы макси- мально использовать эффект улучшени  качества металла за счет отстаивани  его в приемной секции, выравнивани  температуры , химсостава и снижени  разности пути

0 металла от места ввода дл  выпускных стаканов , если он будет больше 150°С, то наблюдаетс  снижени  этого эффекта, если меньше, то из-за конструкции промковша и стальковша возникает веро тность попада5 ни  струи расплава на перегородку, что не желательно, т.к. она будет быстро разру- . шатьс ..

Меньшие участки перегородок долж-. ны быть параллельны боковым стенкам

0 промковша, как показало гидромоделирование дл  того, чтобы металл попадал через сквозные рафинированные каналы из приемной в разливочные секции был направлен вдоль продольной стенки и,

5 тем самым не размывал ее и вызывал его циркул цию в разливочных секци х, если будет отклонение от этого, то эффект будет снижатьс  .

Удаление меньших участков перегород0 ки на рассто нии За от близлежащей боковой перегородки, необходимо дл  того, чтобы оптимально разделить промковш на эффективно действующие секции, если оно будет меньше За, то разливочные секции

5 будут иметь недостаточные размеры дл  соответствующей циркул ции металла в них, его перемешивани  и всплыти  неметалли- ческих включений и газов, если оно больше За, то названные  влени  будут ухудшатьс ; а размер приемной камеры будет недостаточен дл  перемешивани , выравнивани  его химсостава и температуры.

Наклон осей сквозных каналов, расположенных р дами, в участках перегородок меньшей длины обусловлен тем, что нижний их р д необходим дл  полного слива металла из приемной секции в разливочные, поэтому они расположены в горизонтальной плоскости на дне ковша, оси второго р да наклонены под углом 40° к горизонтали дл  того, чтобы придать неметаллическим включени м и газам поступательное движение вверх, если наклон будет больше 40°, то это может привести к сильному движению металла вверх с захватом воздуха и шлака им. т.е. дополнительному его загр знению; если меньше 40°, то это снижает эффективность направленного движени  неметаллических включений и газов вверх. При переходе от второго р да к третьему и т.д. наклон их осей к горизонтали уменьшаетс  на 10° относительно каждого последующего и так до 0°, все это обусловлено тем, чтобы скорость движени  металла вверх при переходе от р да к р ду снижалась, т.к. толщина сло  металла над ними уменьшает- .с  и чтобы металл не смог захватить атмосферу и шлак в себ ,

Сопла дл  подачи инертного газа установлены в приемной секции со стороны днища промковша вдоль участков перегородок меньшей длины дл  того, чтобы усилить эффект перемешивани  металла и всплывани  неметаллических включений и газов.

Суммарна  площадь сквозных каналов должна составл ть 2-6 площади отверсти  выпускного стакана промковша, т.к. если она будет меньше, то может наблюдатьс  нарушение эффективного рафинированного металла за счет зарастани  сквозных каналов и недостаточного их количества; если же больше б, то перегородка может быть конструктивно ослаблена сквозными каналами и легко разрушатьс , поэтому диаметр сквозных каналов должен быть не менее 5 мм и не более 30 мм. Если диаметр меньше 5 мм, то они могут зарасти, если больше 30 мм, то тер ют способность хорошо рафинировать . Следует добавить, что диаметры сквозных каналов самого нижнего р да должны в два раза быть больше чем последующие , дл  того чтобы абсолютно избежать веро тность их зарастани  и нэ закозлить металл в приемной секции в конце разливки .

Промежуточный ковш работает следующим образом.

Стру  металла из сталеразливочного ковша поступает в приемную секцию 5 промежуточного ковша, оттуда через сквозные

каналы 10-в разливочные секции 6. Металл вследствие того, что он подаетс  как бы по тангенциальной траектории в разливочные секции, приобретает направленное движение по периметру разливочной секции. Наклонное расположение сквозных каналов 10 придает металлу дополнительно еще поступательное движение вверх, что в совокупности с подводимыми инертным газом ускор ет

0 всплывание неметаллических включений и газов и их последующую ассимил цию защитным рафинировочным шлаком, который специально находитс  на поверхности металла в секци х, все это в целом способствует

5 улучшить качество и однородность металла и стабилизировать разливку,

Пример. Дл  разливки высококачественной низколегированной трубной стали 10Г2БТ на двухручьевой машине непрерыв0 ного лить  заготовок сечением 300x1850 мм использовали промежуточный ковш длиной 6740 мм,.шириной 1800 мм и высотой более 1000 мм с вертикальными перегородками, которые выполнены Г-образной формы с со5 отношением длины большего и меньшего участков 3:1 и с углом между ними 150°, меньшие участки перегородок параллельны боковой стенке промковша и удалены от нее на рассто нии За, а сквозные каналы выпол0 нены р дами в участках перегородок меньшей длины, при этом оси сквозных каналов верхнего и нижнего р дов расположены в горизонтальной плоскости, оси каналов второго р да наклонены под углом 40° к гори5 зонтали, а оси каналов промежуточных р дов в направлении к верхнему р ду расположены с уменьшением угла наклона каждого последующего на 10°. Дл  подачи инертного газа в приемной секции со стороны

0 днища промежуточного ковша установлены сопла вдоль участков перегородок меньшей длины. При этом суммарна  площадь сквозных каналов составл ла 4 площади отверсти  выпускного стакана промковша.

5 Применение предлагаемого промковша позволило улучшить качество металла за счет снижени  количества неметаллических включений и неоднородности металла при внецентренном подводе расплава из.стале0 разливочного ковша в промковш, а также повысить стабильность процесса разливки, по сравнению с металлом, разливаемым на промковшах согласно технологической инструкции ТИ 232-136-89. Результаты опыт5 но-промышленных испытаний приведены в таблице.

Промышленное использование промежуточного ковша предложенной конструкции позволило в целом увеличить выход годного металла на 0,075%.

Claims (3)

1. Формула изобретени   1. Промежуточный ковш двухручьевой машины непрерывного лить  заготовок, содержащий футерованный кожух с соплами дл  подачи газа, отбойную часть, приемную и разливочные секции с выпускными стака- нами, удаленными от боковой стенки на рассто нии а, при этом секции разделены между собой перегородками с выполненными в них сквозными каналами, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества металла за счет снижени  количества неметаллических включений и неоднородности металла при внецентренном подводе расплава из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш, а также-повышени  стабильности процесса разливки-, перегородки выполнены Г-образной формы с соотношением длины большего и меньшего участков 3:1 и с углом между ними 150°, меньшие участки перегородок параллельны

   боковой стенке промежуточного ковша и удалены от нее на рассто нии За, а сквозные каналы выполнены р дами в участках перегородок меньшей длины, при этом оси

   сквозных каналов верхнего и нижнего р дов расположены в горизонтальной плоскости , оси каналов второго р да наклонены под углом 40° к горизонтали, а оси каналов промежуточных р дов в направлении к верхнему р ду расположены с уменьшением угла наклона каждого последующего на 10°,
2. 2. Ковш по п. 1, отличающийс 

   тем, что сопла дл  подачи инертного газа

   установлены в приемной секции со стороны

   днища ковша вдоль участков перегородок

   меньшей длины.
3. 3. Ковш по п. 1,отличающийс  тем, что суммарна  площадь сквозных кана- лов составл ет 2-6 площади отверсти  выпускного стакана.

   ФигЛ

   -10

   -w

   -io

   -ю

   10 .10

   Фиг.З