RU2029658C1

RU2029658C1 - Device for metal working in the process of continuous pouring

Info

Publication number: RU2029658C1
Application number: RU93033096A
Authority: RU
Inventors: В.И. Уманец; В.И. Лебедев; Е.И. Ермолаева; Г.Н. Ролдугин; В.В. Капнин; А.Ф. Копылов; И.В. Сафонов; С.М. Чиграй
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1995-02-27

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: vacuum chamber for working metal in the process of continuous pouring has branch pipe mounted in its bottom and vacuum pipe connected with vacuum pump. Vacuum chamber has auxiliary branch pipe with supply pipes. Space between branch pipe axes is 0.600.8 of vacuum chamber inner diameter. EFFECT: increased efficiency and improved quality of metal. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов. The invention relates to metallurgy, and more particularly to continuous casting of metals.

Известна вакуум-камера для обработки металла в процессе непрерывной разливки, включающая патрубок для подачи металла непосредственно в кристаллизатор. В этих условиях вакуум-камера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-насосами [1]. A known vacuum chamber for processing metal in a continuous casting process, including a pipe for supplying metal directly to the mold. Under these conditions, the vacuum chamber serves as a hermetically sealed intermediate ladle connected to vacuum pumps [1].

Недостатками известной вакуум-камеры являются недостаточные 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 известной вакуум-камеры невозможна регулировка расхода металла в кристаллизаторы в зависимости от изменяющихся технологических параметров процесса разливки. The disadvantages of the known vacuum chamber are insufficient productivity and stability of the process of continuous casting of metal. This is due to the fact that in case of a violation of the tightness of the vacuum chamber, overflow of crystallizers occurs. Under these conditions, the continuous casting process is terminated. In addition, when using the known vacuum chamber, it is impossible to adjust the flow of metal into the molds depending on the changing technological parameters of the casting process.

Наиболее близким по технической сущности является вакуум-камера для обработки металла в процессе непрерывной разливки, включающая патрубок, установленный в днище камеры, для подачи металла в промежуточный ковш, а также вакуум-провод. В свою очередь промежуточный ковш снабжен стопорами и разливочными стаканами для подачи металла в кристаллизаторы [2]. The closest in technical essence is a vacuum chamber for processing metal in a continuous casting process, including a pipe installed in the bottom of the chamber, for supplying metal to the intermediate ladle, as well as a vacuum wire. In turn, the intermediate bucket is equipped with stoppers and pouring glasses for supplying metal to the molds [2].

Недостатком известной вакуум-камеры является неудовлетворительное качество разливаемого металла. Это объясняется тем, что часть плавки из сталеразливочного 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, азота и неметаллических включений, что приводит к браку непрерывнолитых слитков. При этом снижается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества. A disadvantage of the known vacuum chamber is the unsatisfactory quality of the cast metal. This is due to the fact that part of the smelting from the steel pouring ladle is cast in the absence of vacuum. The entire volume of metal at the beginning of casting in the tundish is not evacuated. As a result of this, the content of carbon, oxygen, hydrogen, nitrogen and non-metallic inclusions does not decrease in the portion of the cast metal, which leads to the marriage of continuously cast ingots. This reduces the productivity of continuously cast ingots of high quality.

Цель изобретения - повышение производительности получения непрерывнолитых слитков высокого качества. The purpose of the invention is to increase the productivity of producing continuously cast ingots of high quality.

Цель достигается тем, что вакуум-камера снабжена дополнительным патрубком. При этом один из патрубков снабжен подводящими трубопроводами, а расстояние между осями патрубков составляет 0,6-0,8 внутреннего диаметра вакуум-камеры. The goal is achieved in that the vacuum chamber is equipped with an additional pipe. In this case, one of the nozzles is equipped with supply pipelines, and the distance between the axes of the nozzles is 0.6-0.8 of the inner diameter of the vacuum chamber.

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 слоя металла в вакуум-камере. При этом процессу вакуумирования будет подвергаться весь разливаемый металл, начиная с его первых порций, наполняемых в промежуточный ковш в начале непрерывной разливки, за счет циркуляционного вакуумирования через оба патрубка. An increase in the productivity of producing continuously cast high-quality ingots will occur due to an increase in the efficiency of the evacuation process under conditions of simultaneous combination of two types of evacuation: circulating and degassing of the jet of a metal layer in a vacuum chamber. In this case, the entire cast metal will be subjected to the evacuation process, starting from its first portions, which are filled into the intermediate ladle at the beginning of continuous casting, due to the circulation evacuation through both nozzles.

Наличие на одном из патрубков трубопроводов объясняется необходимостью обеспечения процесса циркуляционного вакуумирования металла посредством пропускания инертного газа. The presence of pipelines on one of the pipes is explained by the need to ensure the process of circulating metal evacuation by passing inert gas.

Диапазон значений расстояний между осями патрубков в пределах 0,6-0,8 от внутреннего диаметра вакуум-камеры объясняется закономерностями изменения конвективных потоков в слое металла, находящегося на днище вакуум-камеры, в процессе циркуляционного вакуумирования. При меньших значениях будут образовываться по краям внутренней полости застойные зоны металла, что приведет к снижению интенсивности циркуляционного вакуумирования. При больших значениях будет подмываться футеровка боковых стенок внутренней полости вакуум-камеры перемешиваемым металлом. The range of values of the distances between the axes of the nozzles within 0.6-0.8 of the inner diameter of the vacuum chamber is explained by the laws of change in convective flows in the layer of metal located on the bottom of the vacuum chamber during the circulation of the vacuum. At lower values, stagnant metal zones will form along the edges of the internal cavity, which will lead to a decrease in the intensity of circulation evacuation. At high values, the lining of the side walls of the inner cavity of the vacuum chamber with mixed metal will be washed away.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от значения внутреннего диаметра вакуум-камеры. The specified range is set in direct proportion to the value of the inner diameter of the vacuum chamber.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемой вакуум-камеры с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "Изобретательский уровень". Analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the claimed vacuum chamber with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "Inventive step".

На чертеже дана схема предлагаемой вакуум-камеры. The drawing shows a diagram of the proposed vacuum chamber.

Вакуум-камера для обработки металла в процессе непрерывной разливки состоит из корпуса вакуум-камеры 1, патрубков 2 и 3, вакуум-провода 4, трубопровода 5. Позицией 6 обозначен разливочный ковш, 7 - промежуточный ковш, 8 - разливочный стакан, 9 - кристаллизатор, 10 - непрерывнолитой слиток, 11 - уровень металла, 12 - металл. The vacuum chamber for processing metal in the process of continuous casting consists of a housing of the vacuum chamber 1, nozzles 2 and 3, vacuum wire 4, pipeline 5. Position 6 indicates the casting ladle, 7 is the intermediate ladle, 8 is the casting nozzle, 9 is the mold , 10 - continuously cast ingot, 11 - metal level, 12 - metal.

Вакуум-камера для обработки металла в процессе непрерывной разливки работает следующим образом. A vacuum chamber for processing metal during continuous casting works as follows.

П р и м е р. В начале процесса непрерывной разливки жидкая нераскисленная сталь марки Ст. 3 из разливочного ковша емкостью 350 т подается во внутреннюю полость вакуум-камеры 1 и создается в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,3-0,6 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создается посредством вакуум-провода 4, соединенного с вакуум-насосом. Металл 12 подается из вакуум-камеры 1 в промежуточный ковш 7 емкостью 50 т по патрубку 3. Далее металл 12 из промежуточного ковша 7 подается через удлиненные огнеупорные стаканы 8 в кристаллизаторы 9 под уровень металла. Из кристаллизаторов 9 вытягиваются непрерывнолитые слитки 10. Расход металла из промежуточного ковша 7 регулируется при помощи стопоров или шиберов (на чертеже не показаны). PRI me R. At the beginning of the process of continuous casting, liquid non-decomposed steel grade St. 3 from a casting ladle with a capacity of 350 t is fed into the inner cavity of the vacuum chamber 1 and a vacuum is created in it to the residual pressure required by the technology within 0.3-0.6 kPa, depending on the deoxidation of the steel. The vacuum is created by means of a vacuum wire 4 connected to a vacuum pump. The metal 12 is supplied from the vacuum chamber 1 to the intermediate ladle 7 with a capacity of 50 tons through the nozzle 3. Next, the metal 12 from the intermediate ladle 7 is fed through elongated refractory glasses 8 to the molds 9 under the metal level. Continuous cast ingots 10 are drawn from the crystallizers 9. The metal consumption from the intermediate ladle 7 is regulated by means of stoppers or gates (not shown in the drawing).

В начале наполнения промежуточного ковша 7 металлом 12 выше нижних торцов патрубков 2 и 3 и герметизации вакуум-камеры 1 уровнем 11 жидкого металла производится циркуляционное вакуумирование металла, находящегося в промежуточном ковше, посредством подачи инертного газа, например аргона, по трубопроводу 5 в патрубок 2 с расходом в пределах 400-600 л/мин. В этих условиях, когда из вакуум-камеры 1 откачивается воздух, под действием атмосферного давления металл 12 поднимаются в вакуум-камеру 1 на барометрическую величину, равную ≈1,5 м, и покрывает подину камеры. Одновременно в патрубок 2 подводится аргон, как транспортирующий газ. Газ, увеличиваясь в объеме, поднимается по патрубку 2, приводит в движение находящийся здесь металл и приподнимает на некоторую величину уровень зеркала металла 12 в камере 1. Дегазированный металл 12 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 1 по вакуум-проводу 4. At the beginning of filling the intermediate ladle 7 with metal 12 above the lower ends of the nozzles 2 and 3 and sealing the vacuum chamber 1 with the liquid metal level 11, the metal located in the intermediate ladle is circulated by supplying an inert gas, such as argon, through pipe 5 to the nozzle 2 s flow rate in the range of 400-600 l / min. Under these conditions, when air is pumped out of the vacuum chamber 1, under the influence of atmospheric pressure, the metal 12 rises into the vacuum chamber 1 by a barometric value of ≈1.5 m and covers the bottom of the chamber. At the same time, argon is introduced into the pipe 2 as a transporting gas. Gas, increasing in volume, rises along nozzle 2, sets in motion the metal located here and raises the mirror level of metal 12 in chamber 1 by a certain amount. Degassed metal 12 flows down another nozzle 3 back into the intermediate ladle. At the same time, metal degassed in the chamber stream flows down this pipe. In this case, the gases released from the metal are removed from the chamber 1 through a vacuum wire 4.

Расстояние между осями патрубков 2 и 3 составляет 0,6-0,8 внутреннего диаметра вакуум-камеры. Внутренний диаметр патрубков 2 и 3 составляет 180 мм. The distance between the axes of the nozzles 2 and 3 is 0.6-0.8 of the inner diameter of the vacuum chamber. The inner diameter of the nozzles 2 and 3 is 180 mm.

В таблице приведены примеры работы вакуум-камеры при различных технологических параметрах процесса непрерывной разливки стали. The table shows examples of the operation of the vacuum chamber at various technological parameters of the process of continuous casting of steel.

В первом примере вследствие малого расстояния между осями патрубков будут образовываться по краям внутренней полости вакуум-камеры застойные зоны, что снижает интенсивность вакуумного обезуглероживания разливаемого металла. In the first example, due to the small distance between the axes of the nozzles, stagnant zones will form along the edges of the internal cavity of the vacuum chamber, which reduces the intensity of vacuum decarburization of the cast metal.

В пятом примере вследствие большого расстояния между патрубками будет происходить размывание струями металла внутренней футеровки вакуум-камеры, что приведет к ее выходу из строя. In the fifth example, due to the large distance between the nozzles, erosion by metal jets of the inner lining of the vacuum chamber will occur, which will lead to its failure.

В шестом примере, прототипе, вследствие отсутствия второго патрубка не происходит процесса циркуляционного вакуумирования, что приводит к недостаточному вакуумному обезуглероживанию разливаемого металла и, как следствие, к уменьшению выхода годных непрерывнолитых слитков. In the sixth example, the prototype, due to the absence of the second nozzle, the process of circulating evacuation does not occur, which leads to insufficient vacuum decarburization of the cast metal and, as a result, to a decrease in the yield of continuously cast ingots.

В примерах 2-4 вследствие оптимального расстояния между патрубками в зависимости от внутреннего диаметра вакуум-камеры происходит повышение эффективности вакуумирования разливаемого металла и повышается стойкость вакуум-камеры. При этом сокращается объем невакуумированного металла и повышается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества, снижается брак слитков по неметаллическим включениям и наличию в металле вредных газовых включений. In examples 2-4, due to the optimal distance between the nozzles, depending on the inner diameter of the vacuum chamber, the vacuum efficiency of the cast metal is increased and the resistance of the vacuum chamber is increased. At the same time, the volume of non-evacuated metal is reduced and the productivity of producing continuously cast ingots of high quality is increased, the marriage of ingots by non-metallic inclusions and the presence of harmful gas inclusions in the metal is reduced.

Применение предлагаемой вакуум-камеры позволяет повысить выход непрерывнолитых слитков высокого качества на 2-4%. The application of the proposed vacuum chamber allows to increase the output of continuously cast ingots of high quality by 2-4%.

Claims

DEVICE FOR PROCESSING METAL IN THE CONTINUOUS CASTING PROCESS, containing a vacuum chamber with a drain pipe in its bottom buried in the cavity of the intermediate ladle, while the vacuum chamber is connected through a vacuum wire to a vacuum pump, characterized in that the vacuum chamber is equipped with an additional a drain pipe with a supply pipe, while the distance between the axes of the drain pipes is 0.6 - 0.8 of the inner diameter of the vacuum chamber.