RU2037367C1 - Method and device for continuous vacuumizing of continuously-cast metal - Google Patents
Method and device for continuous vacuumizing of continuously-cast metal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2037367C1 RU2037367C1 RU93038321A RU93038321A RU2037367C1 RU 2037367 C1 RU2037367 C1 RU 2037367C1 RU 93038321 A RU93038321 A RU 93038321A RU 93038321 A RU93038321 A RU 93038321A RU 2037367 C1 RU2037367 C1 RU 2037367C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- vacuum chamber
- intermediate ladle
- ladle
- level
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов. The invention relates to metallurgy, and more particularly to continuous casting of metals.
Известен способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке и устройство для его осуществления, включающие подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуумкамеру, создание в ней разрежения до необходимого по технологии остаточного давления, подачу металла из вакуумкамеры непосредственно в кристаллизаторы под уровень металла. Вакуумкамера включает вакуумпровод, соединенный с вакуумнасосом, и патрубки, входящие непосредственно в кристаллизаторы. В этих условиях вакуумкамера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуумнасосом [1]
Недостатком известного способа является недостаточная 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 известном способе невозможна регулировка расхода металла в кристаллизаторы в зависимости от изменяющихся технологических параметров процесса разливки.There is a method of continuous metal evacuation of a metal during continuous casting and a device for its implementation, comprising supplying liquid metal from a casting ladle to a vacuum chamber, creating a vacuum in it to the residual pressure required by the technology, supplying metal from the vacuum chamber directly to the molds under the metal level. The vacuum chamber includes a vacuum pipe connected to a vacuum pump, and nozzles that enter directly into the molds. Under these conditions, the vacuum chamber serves as a hermetically sealed intermediate ladle connected to the vacuum pump [1]
The disadvantage of this method is the lack of performance 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, with the known method, 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 к изобретению является способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке и устройство для его осуществления, 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 торцов патрубков и герметизации вакуум-камеры жидким металлом начинают производить уменьшение остаточное давление в камере. Вакуумкамера включает вакуумпровод, соединенный с вакуумнасосом, и патрубок, установленный в днище вакуумкамеры и входящий в промежуточный ковш. Промежуточный ковш содержит разливочные стаканы и стопоры для регулирования расхода металла [2]
Недостатком известного способа и устройства 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. Кроме того, неметаллические включения, находящиеся в металле, не успевают коагулировать и всплывать на мениск металла в промежуточном ковше и попадают вместе со струями металла через разливочные стаканы в кристаллизаторы. Это приводит к браку непрерывнолитых слитков по качеству макроструктуры, наличию газовых включений и неметаллических включений. При этом снижается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества.The closest in technical essence to the invention is a method of continuous metal evacuation of a metal during continuous casting and a device for its implementation, comprising supplying liquid metal from a casting ladle to a vacuum chamber, creating a vacuum in it to the residual pressure required by the technology, supplying metal to the intermediate ladle through separate pipe and further into the molds. The consumption of metal from the tundish is regulated by means of stoppers. After raising the metal level in the intermediate ladle above the lower ends of the nozzles and sealing the vacuum chamber with liquid metal, the residual pressure in the chamber begins to decrease. The vacuum chamber includes a vacuum pipe connected to the vacuum pump, and a pipe installed in the bottom of the vacuum chamber and included in the intermediate bucket. The bucket contains pouring glasses and stoppers for regulating the flow of metal [2]
The disadvantage of this method and device is the poor quality of the cast metal. This is due to the fact that part of the smelting from the steel pouring ladle is bottled 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. In addition, non-metallic inclusions located in the metal do not have time to coagulate and float onto the meniscus of the metal in the tundish and, together with the jets of metal, enter the molds through the pouring glasses. This leads to the marriage of continuously cast ingots by the quality of the macrostructure, the presence of gas inclusions and non-metallic inclusions. This reduces the productivity of continuously cast ingots of high quality.
Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности получения непрерывнолитых слитков высокого качества. The technical effect when using the invention is to increase the productivity of continuously cast ingots of high quality.
Указанный технический эффект достигают тем, что подают жидкий металл из разливочного ковша в вакуумкамеру, создают в ней остаточное давление, обрабатывают металл в вакуумкамере, подают металл в промежуточный ковш через патрубок и далее в кристаллизаторы. Металл подают из вакуумкамеры в промежуточный ковш с помощью дополнительного патрубка. После подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижних торцов патрубков и герметизации вакуумкамеры жидким металлом осуществляют циркуляционное вакуумирование находящегося в промежуточном ковше металла посредством подачи инертного газа в один из патрубков. После создания в вакуумкамере заданного остаточного давления одновременно с циркуляционным вакуумированием в промежуточном ковше осуществляют обработку металла в вакуум-камере. Металл подают в промежуточный ковш в отдельную центральную зону, отделенную от крайних зон, где располагают разливочные стаканы, а металл в эти крайние зоны подают из центральной зоны на уровне от днища промежуточного ковша, соответствующем 0,4-0,8 глубины погружения патрубков под уровень металла в промежуточном ковше. The indicated technical effect is achieved by supplying liquid metal from the casting ladle to the vacuum chamber, creating a residual pressure in it, processing the metal in a vacuum chamber, supplying metal to the intermediate ladle through the nozzle and then to crystallizers. Metal is fed from the vacuum chamber to the intermediate ladle using an additional nozzle. After raising the metal level in the intermediate ladle above the lower ends of the nozzles and sealing the vacuum chamber with liquid metal, the metal in the intermediate ladle is circulated vacuum by supplying an inert gas to one of the nozzles. After creating a predetermined residual pressure in the vacuum chamber, metal processing in the vacuum chamber is carried out simultaneously with circulating evacuation in the intermediate ladle. Metal is fed into the intermediate ladle in a separate central zone, separated from the extreme zones where the pouring glasses are located, and metal is fed into these extreme zones from the central zone at a level from the bottom of the intermediate ladle, corresponding to 0.4-0.8 of the pipe immersion depth under the level metal in the tundish.
Устройство для осуществления способа поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке включают разливочный ковш, вакуумкамеру с патрубком, установленным в днище вакуумкамеры и входящим в рабочую полость промежуточного ковша, вакуумпровод и разливочные стаканы, установленные в днище промежуточного ковша. Вакуумкамера снабжена дополнительным патрубком, оборудованным подводящими трубопроводами, а внутренняя полость промежуточного ковша разделена на три зоны при помощи двух поперечных перегородок, высота которых составляет 0,6-0,8 глубины рабочей полости промежуточного ковша. A device for implementing the method of continuous metal evacuation during continuous casting includes a casting ladle, a vacuum chamber with a nozzle installed in the bottom of the vacuum chamber and entering the working cavity of the intermediate ladle, a vacuum pipe and pouring glasses installed in the bottom of the intermediate ladle. The vacuum chamber is equipped with an additional nozzle equipped with supply pipelines, and the inner cavity of the intermediate bucket is divided into three zones using two transverse partitions, the height of which is 0.6-0.8 depth of the working cavity of the intermediate bucket.
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 и слоя металла в проточной вакуум-камере. 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 and metal layer in a flowing vacuum chamber.
При этом процессу вакуумирования будет подвергаться весь разливаемый металл, начиная с его первых порций, наполняющих промежуточный ковш в начале непрерывной разливки, за счет циркуляционного вакуумирования. In this case, the entire metal to be poured will be subjected to the evacuation process, starting with its first portions filling the intermediate ladle at the beginning of continuous casting, due to circulation evacuation.
Кроме того, наличие на одном из патрубков трубопроводов объясняется необходимостью обеспечения процесса циркуляционного вакуумирования металла посредством пропускания в патрубок инертного газа. In addition, 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 into the pipe.
Наличие поперечных перегородок, ограничивающих центральную зону в рабочей полости промежуточного ковша, объясняется необходимостью повышения эффективности циркуляционного вакуумирования разливаемого металл, а также удаления неметаллических включений. The presence of transverse partitions, limiting the central zone in the working cavity of the tundish, is explained by the need to increase the efficiency of circulating evacuation of the cast metal, as well as the removal of non-metallic inclusions.
Диапазон значений высоты уровня подачи металла в крайние зоны из центральной зоны в пределах, соответствующих 0,4-0,8 глубины погружения патрубков под уровень металла в промежуточном ковше, объясняется необходимостью создания слоя металла на днище вакуумкамеры необходимой толщины. При меньших значениях уменьшается толщина слоя металла на днище вакуумкамеры, что приводит к снижению интенсивности вакуумирования. При больших значениях увеличивается толщина слоя металла на днище вакуумкамеры, что также приводит к снижению интенсивности вакуумирования этого слоя металла. The range of values of the height of the metal supply level to the extreme zones from the central zone within the limits corresponding to 0.4-0.8 of the pipe immersion depth under the metal level in the tundish is explained by the need to create a metal layer on the bottom of the vacuum chamber of the required thickness. At lower values, the thickness of the metal layer at the bottom of the vacuum chamber decreases, which leads to a decrease in the vacuum intensity. At large values, the thickness of the metal layer at the bottom of the vacuum chamber increases, which also leads to a decrease in the vacuum intensity of this metal layer.
Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от рабочего значения уровня металла в промежуточном ковше. The specified range is set in direct proportion to the working value of the metal level in the tundish.
Диапазон значений высоты поперечных перегородок в диапазоне 0,6-0,8 глубины рабочей полости промежуточного ковша объясняется закономерностями циркуляционного вакуумирования, а также всплывания неметаллических включений. При меньших значениях неметаллические включения не будут успевать всплывать из промежуточного ковша. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т. к. при этом не происходит дальнейшего улучшения качества непрерывнолитых слитков. The range of heights of the transverse partitions in the range of 0.6-0.8 of the depth of the working cavity of the intermediate bucket is explained by the laws of circulation evacuation, as well as the emergence of non-metallic inclusions. At lower values, non-metallic inclusions will not have time to emerge from the intermediate bucket. It does not make sense to establish large values, since there is no further improvement in the quality of continuously cast ingots.
Указанный диапазон устанавливается в прямой пропорциональной зависимости от глубины внутренней полости промежуточного ковша. The specified range is set in direct proportion to the depth of the inner cavity of the intermediate bucket.
На чертеже показана схема установки для обработки металла в процессе непрерывной разливки. The drawing shows a diagram of a plant for processing metal in a continuous casting process.
Установка для осуществления способа обработки металла в процессе непрерывной разливки состоит из разливочного ковша 1, вакуумкамеры 2, патрубков 3 и 4, промежуточного ковша 5, разливочных стаканов 6, кристаллизаторов 7, вакуумпровода 8, трубопровода 9. Позицией 10 обозначен жидкий металл, 11 уровень металла в промежуточном ковше, 12 непрерывнолитой слиток, 13 перегородки, Н глубина погружения патрубков, 14 и 15 зоны промежуточного ковша. Installation for implementing the method of processing metal in the continuous casting process consists of a
Способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке осуществляют следующим образом. The method of continuous metal evacuation during continuous casting is as follows.
П р и м е р. В начале процесса непрерывной разливки подают жидкую нераскисленную сталь 10 марки ст3 из разливочного ковша 1 емкостью 350 т в вакуумкамеру 2 и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,3-0,6 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуумпровода 8, соединенного с вакуумнасосом. Металл 10 подают из вакуумкамеры 2 в промежуточный ковш 5 емкостью 50 т двумя струями через два огнеупорных патрубка 3 и 4. Далее металл 10 из промежуточного ковша 5 подают через удлиненные огнеупорные стаканы 6 в кристаллизаторы 7 под уровень металла. Из кристаллизаторов 7 вытягивают непрерывнолитые слитки 12 сечением 250х1600 мм с переменной скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. Расход металла из промежуточного ковша 5 регулируют при помощи стопорных механизмов (на чертеже не показаны). PRI me R. At the beginning of the continuous casting process, liquid
В начале наполнения промежуточного ковша 5 металлом 10 выше нижних торцов патрубков 3, 4 и герметизации вакуум-камеры 2 уровнем 11 жидкого металла производят циркуляционное вакуумирование металла, находящегося в промежуточном ковше, посредством подачи инертного газа, например аргона, по трубопроводу 9 в патрубок 4 с расходом в пределах 400-600 л/мин. В этих условиях, когда из вакуумкамеры 2 начинают откачивать воздух, под действием атмосферного давления металл поднимается в вакуумную камеру 2 на барометрическую величину, равную примерно 1,4 м, и покрывает подину камеры. Одновременно в нижнюю часть патрубка 4 подводится аргон как транспортирующий газ. Газ, увеличиваясь в объеме, поднимается по патрубку, приводит в движение находящийся здесь металл и приподнимает на некоторую величину уровень зеркала металла 10 в камере 2. Дегазированный металл 10 стекает по патрубку 3 обратно в промежуточный ковш 5. При этом выделившийся газ удаляется из камеры 2 по вакуумпроводу 8. At the beginning of filling the
После герметизации патрубков 3 жидким металлом начинается понижение давления в вакуумкамере до необходимого значения. Объем металла, находящегося в промежуточном ковше и вновь поступающий в вакуумкамеру, подвергается только циркуляционному вакуумированию. В дальнейшем после создания в вакуумкамере необходимого остаточного давления разливку ведут в условиях совместного вакуумирования металла посредством его пропускания через вакуумкамеру и циркуляции металла через патрубки. After sealing the
В общем случае процесс разливки можно производить в трех вариантах: только пропусканием металла через вакуумкамеру, только при помощи циркуляции металла через патрубки и, наконец, при совмещении этих процессов вакуумирования. В этих условиях повышается эффективность процесса вакуумирования металла в зависимости от раскисленности металла и его весового расхода. In general, the casting process can be carried out in three versions: only by passing metal through a vacuum chamber, only by circulating metal through nozzles and, finally, by combining these evacuation processes. Under these conditions, the efficiency of the metal evacuation process increases, depending on the deoxidation of the metal and its mass flow rate.
Металл 10 подают в промежуточный ковш 5 в отдельную центральную зону 14, отделенную от крайних зон 15, где располагают разливочные стаканы 6. Металл 10 подают в крайние зоны 15 из центральной зоны 14 на уровне от днища промежуточного ковша 5, соответствующем 0,4-0,8 глубины погружения Н патрубков 3 и 4 под уровень металла 11 в промежуточном ковше 5. The
Внутренняя полость промежуточного ковша 5 разделена на три зоны 14 и 15 при помощи двух поперечных огнеупорных перегородок 13, высота которых составляет 0,6-0,8 глубины рабочей полости промежуточного ковша 5. The inner cavity of the
В таблице приведены примеры осуществления способа поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке с различными технологическими параметрами. The table shows examples of the method of continuous metal evacuation during continuous casting with various technological parameters.
В первом примере вследствие малой высоты поперечных перегородок неметаллические включения не успевают всплывать и перетекают в крайние зоны промежуточного ковша и далее в кристаллизаторы, что вызывает брак слитков. In the first example, due to the small height of the transverse partitions, non-metallic inclusions do not have time to float and flow into the extreme zones of the intermediate ladle and further into the crystallizers, which causes the ingot to be rejected.
В пятом примере вследствие большой высоты поперечных перегородок в промежуточном ковше образуются застойные зоны, что приводит к скоплению в металле неметаллических включений. In the fifth example, due to the high height of the transverse partitions, stagnant zones are formed in the tundish, which leads to the accumulation of non-metallic inclusions in the metal.
В шестом примере вследствие отсутствия второго патрубка и поперечных перегородок происходит неполное раскисление, поточное вакуумирование происходит с недостаточной интенсивностью, увеличивается брак слитков по увеличенному содержанию в слитках неметаллических включений. In the sixth example, due to the absence of a second branch pipe and transverse partitions, incomplete deoxidation occurs, flow evacuation occurs with insufficient intensity, the marriage of ingots increases according to the increased content of non-metallic inclusions in the ingots.
В примерах 2-4 увеличивается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества вследствие повышения эффективности процесса вакуумирования в условиях одновременного совмещения двух видов вакуумирования: циркуляционного и дегазации струи и слоя металла в проточной вакуумкамере. При этом сокращается объем невакуумированного металла. Кроме того, наличие поперечных перегородок с оптимальной высотой обеспечивает эффективное удаление неметаллических включений. При этом оптимальное расположение уровня перелива металла из центральной зоны в крайние зоны обеспечивает распределение конвективных потоков металла, способствующих всплыванию неметаллических включений и их ассимиляцию шлаковой смесью, покрывающей мениск металла в промежуточном ковше. In examples 2-4, the productivity of producing continuously cast high quality ingots is increased due to an increase in the efficiency of the evacuation process under the simultaneous combination of two types of evacuation: circulating and degassing of the jet and the metal layer in the flow chamber. This reduces the volume of non-vacuum metal. In addition, the presence of transverse partitions with an optimal height ensures the effective removal of non-metallic inclusions. At the same time, the optimal location of the level of metal overflow from the central zone to the extreme zones ensures the distribution of convective metal flows that contribute to the floating of non-metallic inclusions and their assimilation with a slag mixture covering the meniscus of the metal in the tundish.
Применение предлагаемого способа позволяет повысить выход непрерывнолитых слитков высокого качества на 8-10% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ и устройство поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, применяемые на Новолипецком металлургическом комбинате. The application of the proposed method allows to increase the output of continuously cast ingots of high quality by 8-10%. The economic effect is calculated in comparison with the base object, which is the method and device for continuous metal evacuation during continuous casting used at the Novolipetsk Metallurgical Plant.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93038321A RU2037367C1 (en) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | Method and device for continuous vacuumizing of continuously-cast metal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93038321A RU2037367C1 (en) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | Method and device for continuous vacuumizing of continuously-cast metal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2037367C1 true RU2037367C1 (en) | 1995-06-19 |
RU93038321A RU93038321A (en) | 1996-11-20 |
Family
ID=20145654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93038321A RU2037367C1 (en) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | Method and device for continuous vacuumizing of continuously-cast metal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2037367C1 (en) |
-
1993
- 1993-07-26 RU RU93038321A patent/RU2037367C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Г.А. Соколов. Внепечное рафинирование стали. М.: Металлургия, 1977, с.194, рис.66а. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 295607, кл. B 22D 11/10, 1971. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2037367C1 (en) | Method and device for continuous vacuumizing of continuously-cast metal | |
US4186791A (en) | Process and apparatus for horizontal continuous casting of metal | |
RU2037372C1 (en) | Method of processing metal during continuous casting | |
RU2030954C1 (en) | Steel working method in the process of continuous pouring | |
RU2043841C1 (en) | Method of the metal working in the process of continuous casting | |
RU2029658C1 (en) | Device for metal working in the process of continuous pouring | |
RU2033888C1 (en) | Device for treatment of continuously-cast metal | |
RU2037369C1 (en) | Apparatus for flow-line vacuum processing of continuously cast metal | |
RU2034680C1 (en) | Method to work metal in the process of continuous casting | |
RU2037368C1 (en) | Device for continuous vacuumizing of continuously-cast metal | |
RU2048246C1 (en) | Method for in-line evacuation of metal in the process of continuous casting | |
RU2029657C1 (en) | Device for working metal in the process of continuous pouring | |
RU2098225C1 (en) | Device for in-line degassing of metal in continuous casting | |
RU2034678C1 (en) | Method to work metal in the process of continuous casting | |
RU2060101C1 (en) | Method of treatment of metal in process of continuous casting | |
RU2048245C1 (en) | Method for working metal in the process of continuous casting | |
RU2085330C1 (en) | Method for in-line vacuumizing of metal during continuous pouring process | |
RU2037365C1 (en) | Method of flow-type metal vacuumizing at continuous casting | |
RU2060858C1 (en) | Method of flow-type metal vacuumizing upon continuous casting | |
RU2037371C1 (en) | Apparatus for flow-line vacuum processing of continuously cast metal | |
RU2030960C1 (en) | Method for metal continuous degassing in continuous casting | |
RU2092275C1 (en) | Method of steel treatment in process of continuous casting | |
RU2092271C1 (en) | Method of in-line steel degassing in continuous casting and device for its embodiment | |
RU2034679C1 (en) | Method to work metal in the process of continuous casting and a device to implement it | |
RU2051004C1 (en) | Method of continuous evacuation of metal in the process of continuous casting |