RU2037369C1

RU2037369C1 - Apparatus for flow-line vacuum processing of continuously cast metal

Info

Publication number: RU2037369C1
Application number: RU93038355A
Authority: RU
Inventors: В.И. Уманец; В.И. Лебедев; Е.И. Ермолаева; В.В. Капнин; А.Ф. Копылов; И.В. Сафонов; Г.Н. Ролдугин; В.Е. Шатохин
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: vacuum processing of metal in the process of continuous casting. SUBSTANCE: apparatus has pouring ladle with pouring cup positioned in ladle bottom, vacuum chamber with branch pipe mounted in vacuum chamber bottom and extending into intermediate ladle, and vacuum line communicated with vacuum pump. Vacuum chamber is provided with auxiliary branch pipe having supply pipeline. Pouring ladle cup and auxiliary branch pipe are axially aligned one with respect to the other. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and enhanced reliability in operation. 1 dwg

Description

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

Известно устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающее разливочный ковш с разливочным стаканом, вакуум-камеру с патрубком, а также вакуумпровод. Патрубок входит непосредственно в кристаллизатор. Разливочный ковш установлен на вакуумкамере. В этих условиях вакуумкамера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуумнасосом [1]
Недостатком известного устройства 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 применении известного устройства невозможна регулировка расхода металла в кристаллизатор в зависимости от изменяющихся технологических параметров процесса разливки.A device is known for continuous metal evacuation during continuous casting, including a casting ladle with a casting cup, a vacuum chamber with a nozzle, and also a vacuum pipe. The nozzle enters directly into the mold. The casting ladle is mounted on a vacuum chamber. Under these conditions, the vacuum chamber serves as a hermetically sealed intermediate ladle connected to the vacuum pump [1]
A disadvantage of the known device 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, when using the known device, it is impossible to adjust the flow of metal into the mold depending on the changing technological parameters of the casting process.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающее разливочный ковш с разливочным стаканом в его днище, вакуумкамеру с патрубком, установленным в ее днище, а также вакуумпровод, соединенный с вакуумнасосом. Разливочный ковш установлен на вакуум-камере, а патрубок входит в промежуточный ковш. Промежуточный ковш снабжен стопорами и разливочными стаканами для подачи металла в кристаллизаторы [2]
Недостатком известного устройства является неудовлетворительная производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества. Это объясняется тем, что часть металла из разливочного 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, неметаллических включений. Это приводит к браку непрерывнолитых слитков. При этом снижается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества.The closest in technical essence to the invention is a device for continuous metal evacuation during continuous casting, including a casting ladle with a casting cup in its bottom, a vacuum chamber with a pipe installed in its bottom, and also a vacuum pipe connected to the vacuum pump. The casting ladle is mounted on a vacuum chamber, and the nozzle enters the intermediate ladle. The intermediate ladle is equipped with stoppers and pouring glasses for supplying metal to the molds [2]
A disadvantage of the known device is the unsatisfactory performance of producing continuously cast ingots of high quality. This is due to the fact that part of the metal from the casting 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, and nonmetallic inclusions does not decrease in the portion of the cast metal. This leads to the marriage of continuously cast ingots. 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 достигается тем, что устройство включает разливочный ковш с разливочным стаканом в его днище, вакуумкамеру с патрубком, установленным в ее днище и входящим в промежуточный ковш, а также вакуумпровод, соединенный с вакуумнасосом. Вакуумкамера снабжена дополнительным патрубком, оборудованным подводящим трубопроводом. При этом разливочный стакан разливочного ковша и другой патрубок расположены на одной оси. The specified technical effect is achieved by the fact that the device includes a casting ladle with a casting glass in its bottom, a vacuum chamber with a nozzle installed in its bottom and included in the intermediate ladle, and also a vacuum pipe connected to the vacuum pump. The vacuum chamber is equipped with an additional pipe equipped with a supply pipe. In this case, the pouring cup of the pouring ladle and the other pipe are located on the same axis.

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 вакуумкамере. 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 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 the simultaneous combination of two types of evacuation: circulating and degassing of the jet and metal layer in a flow-through vacuum chamber. In this case, the entire metal to be poured will be subjected to the evacuation process, starting from its first portions filling the intermediate ladle at the beginning of continuous casting, due to circulating evacuation through both nozzles.

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

Расположение на одной оси разливочного стакана разливочного ковша и одного из патрубков в днище вакуумкамеры объясняется, с одной стороны, необходимостью сохранения от разрушения днища вакуум-камеры под действием струи металла из разливочного ковша в начале разливки до снижения давления в вакуумкамере. В этих условиях струя металла проходит в промежуточный ковш непосредственно через патрубок. С другой стороны, смещение струи от центра днища вакуумкамеры на ось одного из патрубков повышает эффективность циркуляционного вакуумирования за счет создания потоков металла по днищу вакуумкамеры от одного отверстия патрубка к другому. The location on the same axis of the pouring nozzle of the pouring ladle and one of the nozzles in the bottom of the vacuum chamber is explained, on the one hand, by the need to preserve the vacuum chamber from breaking down under the action of a metal stream from the pouring ladle at the beginning of casting to reduce the pressure in the vacuum chamber. Under these conditions, a stream of metal passes into the intermediate bucket directly through the nozzle. On the other hand, the displacement of the jet from the center of the bottom of the vacuum chamber to the axis of one of the nozzles increases the efficiency of circulation evacuation due to the creation of metal flows along the bottom of the vacuum chamber from one hole of the nozzle to another.

На чертеже показана схема устройства для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке. The drawing shows a diagram of a device for continuous evacuation of metal during continuous casting.

Устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке состоит из разливочного ковша 1, вакуумкамеры 2, патрубков 3 и 4, промежуточного ковша 5, разливочных стаканов 6 и 7, кристаллизаторов 8, вакуумпровода 9, трубопровода 10. Позицией 11 обозначен жидкий металл, 12 уровень металла в промежуточном ковше, 13 непрерывнолитые слитки. A device for continuous metal evacuation during continuous casting consists of a casting ladle 1, vacuum chamber 2, nozzles 3 and 4, an intermediate ladle 5, pouring glasses 6 and 7, molds 8, vacuum pipe 9, pipeline 10. Position 11 denotes liquid metal, 12 metal level in the tundish, 13 continuously cast ingots.

Устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке работает следующим образом. A device for continuous metal evacuation during continuous casting works as follows.

П р и м е р. В начале процесса непрерывной разливки жидкая нераскисленная сталь 11 марки ст 3 из разливочного ковша 1 емкость 350 т через разливочный стакан 7 подается во внутреннюю полость вакуум-камеры 2, где создается разряжение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,3-0,6 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создается посредством вакуумпровода 9, соединенного с вакуумнасосом. Металл 11 подается из вакуумкамеры 2 в промежуточный ковш 5 емкость 50 т по патрубку 3. Далее металл 11 из промежуточного ковша 5 подается через удлиненные огнеупорные стаканы 6 в кристаллизаторы 8 под уровень металла. Из кристаллизаторов 8 вытягиваются непрерывнолитые слитки 13. Расход металла из промежуточного ковша 5 регулируется при помощи стопоров или шиберов (на чертеже не показаны). PRI me R. At the beginning of the process of continuous casting, liquid non-milled steel 11 of steel grade 3 from the casting ladle 1 is filled with a capacity of 350 tons through the casting cup 7 into the internal cavity of the vacuum chamber 2, where a vacuum is created to the residual pressure required by the technology in the range of 0.3-0.6 kPa depending on the deoxidation of steel. The vacuum is created by means of a vacuum pipe 9 connected to a vacuum pump. The metal 11 is fed from the vacuum chamber 2 to the intermediate ladle 5 with a capacity of 50 tons through the nozzle 3. Next, the metal 11 from the intermediate ladle 5 is fed through elongated refractory glasses 6 to the molds 8 under the metal level. Continuous cast ingots 13 are drawn from the crystallizers 8. The metal consumption from the intermediate ladle 5 is regulated by means of stoppers or gates (not shown in the drawing).

В начале наполнения промежуточного ковша 5 металлом выше нижних торцов патрубка 3 и дополнительного патрубка 4 и герметизации вакуумкамеры 2 уровнем 12 жидкого металла производится циркуляционное вакуумирование металла, находящегося в промежуточном ковше, посредством подачи инертного газа, например аргона, по трубопроводу 10 в патрубок 4 с расходом в пределах 400-600 л/мин. В этих условиях, когда из вакуумкамеры 2 откачивается воздух, под действием атмосферного давления металл 11 поднимается в вакуумкамеру 2 по патрубку 4 на барометрическую величину, равную примерно 1,5 м, и покрывает днище камеры. Одновременно в патрубок 4 подводится аргон как транспортирующий газ. Газ, увеличиваясь в объеме, поднимается по патрубку 4, приводит в движение находящийся здесь металл и приподнимает на некоторую величину уровень зеркала металла 11 в камере 2. Дегазированный металл 11 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 2 по вакуумпроводу 9. At the beginning of filling the intermediate ladle 5 with metal above the lower ends of the nozzle 3 and the additional nozzle 4 and sealing the vacuum chamber 2 with a liquid metal level 12, the metal located in the intermediate ladle is circulated by supplying an inert gas, such as argon, through pipeline 10 to the nozzle 4 with a flow within 400-600 l / min. Under these conditions, when air is pumped out of the vacuum chamber 2, under the influence of atmospheric pressure, the metal 11 rises into the vacuum chamber 2 through the nozzle 4 by a barometric value of approximately 1.5 m and covers the bottom of the chamber. At the same time, argon is introduced into the pipe 4 as a transporting gas. Gas, increasing in volume, rises along the pipe 4, sets in motion the metal located here and raises the mirror level of the metal 11 in the chamber 2 by a certain amount. Degassed metal 11 flows down the other pipe 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 2 through the vacuum pipe 9.

Разливочный стакан 7 разливочного ковша 1 установлен на одной оси со сливным патрубком 3 или, что то же самое, разливочный стакан 7 смещен относительно центра днища вакуумкамеры 2. The casting cup 7 of the casting bucket 1 is mounted on the same axis with the drain pipe 3 or, which is the same, the casting cup 7 is offset from the center of the bottom of the vacuum chamber 2.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить производительность получения вакуумированного металла за счет обработки всего металла, включая и металл, находящийся в промежуточном ковше в начале непрерывной разливки. При этом повышается эффективность вакуумирования металла за счет сочетания двух видов вакуумирования: в струе в проточной камере и циркуляционного в промежуточном ковше. В то же время за счет расположения разливаемого стакана 7 соосно со сливным патрубком 3 повышается стойкость вакуумкамеры вследствие устранения разрушения ее днища струей металла из разливочного ковша. В начале разливки струя металла проходит непосредственно через сливной патрубок, не контактируя с днищем вакуумкамеры. The use of the proposed device allows to increase the productivity of obtaining evacuated metal due to the processing of all metal, including metal located in the intermediate ladle at the beginning of continuous casting. This increases the efficiency of metal evacuation due to a combination of two types of evacuation: in a stream in a flow chamber and circulation in an intermediate ladle. At the same time, due to the location of the nozzle 7 coaxially with the drain pipe 3, the resistance of the vacuum chamber is increased due to the elimination of the destruction of its bottom by a metal stream from the casting ladle. At the beginning of casting, a metal stream passes directly through the drain pipe, without contacting the bottom of the vacuum chamber.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить производительность процесса обработки металла при непрерывной разливке на 6% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принято устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, применяемое на Новолипецком металлургическом комбинате. The use of the proposed device allows to increase the productivity of the metal processing during continuous casting by 6%. The economic effect is calculated in comparison with the base object, which is a device for continuous metal evacuation during continuous casting, used at the Novolipetsk Metallurgical Plant.

Claims

DEVICE FOR FLOW VACUUMING OF METAL DURING CONTINUOUS CASTING, containing a casting ladle with a casting cup in its bottom, a vacuum chamber located under it with a pipe installed in its bottom with a recess in the cavity of the intermediate ladle, and a vacuum wire connected to the vacuum pump, characterized in that the vacuum chamber is equipped with an additional nozzle with a supply pipe, and the casting ladle and vacuum chamber are installed with the coaxial arrangement of the casting nozzle and the main nozzle.