RU2037370C1

RU2037370C1 - Method of flow line vacuum processing of metal in the process of continuous casting

Info

Publication number: RU2037370C1
Application number: RU93038357A
Authority: RU
Inventors: В.И. Уманец; В.И. Лебедев; А.Ф. Копылов; И.В. Сафонов; В.М. Чулюков; В.С. Павловец; С.М. Чиграй; А.В. Коваленко
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: continuous casting of metal. SUBSTANCE: Method involves supplying molten metal from pouring ladle into evacuator; vacuumizing till residual pressure of value allowed by process requirements is reached; supplying metal to intermediate ladle through branch pipe and further to crystallizers; withdrawing ingots from crystallizers; increasing pressure in evacuator at the end of process of emptying pouring ladle; reducing metal level in evacuator and setting metal meniscus in branch pipe within the range of 0.5-1.0 of its height from lower end. EFFECT: increased capacity and high quality of metal. 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.

Известен способ поточного вакуумирования при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней разрежения до необходимого по технологии остаточного давления, подачу металла из вакуум-камеры через патрубки непосредственно в кристаллизаторы под уровень металла. В этих условиях вакуум-камера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-насосами [1]
Недостатками известного способа являются недостаточные производительность и стабильность процесса непрерывной разливки металлов. 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.A known method of continuous evacuation during continuous casting, including the supply of liquid metal from the casting ladle to the vacuum chamber, creating a vacuum in it to the required residual pressure technology, supplying metal from the vacuum chamber through the nozzles directly to the molds under the metal level. Under these conditions, the vacuum chamber serves as a hermetically sealed intermediate bucket connected to vacuum pumps [1]
The disadvantages of this method are the lack of performance and stability of the process of continuous casting of metals. 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 при непрерывной разливке, 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 торцев патрубков и герметизации вакуум-камеры жидким металлом начинают производить уменьшение остаточного давления в камере [2]
Недостатками известного способа являются неудовлетворительные производительность и стабильность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в конце опорожнения разливочного ковша при толщине слоя металла в нем в пределах 100-200 мм под действием атмосферного давления воздух просачивается в вакуум-камеру, что приводит к ее мгновенной разгерметизации. В этих условиях весь металл, находящийся в вакуум-камере и патрубке, мгновенно выливается через патрубок в промежуточный ковш. Сказанное приводит к переполнению промежуточного ковша, к его переливу и, как следствие, к прекращению процесса непрерывной разливки, а также к потерям металла и выходу оборудования из работы.The closest in technical essence to the invention is a method of continuous evacuation during continuous casting, including the supply of liquid metal from the casting ladle to the vacuum chamber, creating a vacuum in it to the residual pressure required by the technology, supplying the metal to the intermediate ladle through a separate nozzle and then 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, they begin to reduce the residual pressure in the chamber [2]
The disadvantages of this method are the unsatisfactory performance and stability of the process of continuous casting of metals. This is due to the fact that at the end of the emptying of the casting ladle with a metal layer thickness in the range of 100-200 mm under the influence of atmospheric pressure, air seeps into the vacuum chamber, which leads to its immediate depressurization. Under these conditions, all the metal in the vacuum chamber and nozzle is instantly poured through the nozzle into the intermediate ladle. The aforesaid leads to overfilling of the intermediate ladle, to its overflow and, as a result, to the cessation of the continuous casting process, as well as to metal losses and equipment out of work.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности и стабильности процесса непрерывной разливки с использованием поточного вакуумирования металла. The technical effect when using the invention is to increase the productivity and stability of the continuous casting process using continuous metal evacuation.

Указанный технический эффект достигают тем, что подают жидкий металл из разливочного ковша в вакуум-камеру, создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления, подают металл в промежуточный ковш через патрубок и далее в кристаллизаторы, вытягивают из кристаллизаторов слитки. The indicated technical effect is achieved by supplying liquid metal from the casting ladle to the vacuum chamber, creating a vacuum in it to the residual pressure required by the technology, supplying the metal to the intermediate ladle through the nozzle and then to the molds, and the ingots are pulled from the molds.

В конце опорожнения разливочного ковша увеличивают давление в вакуум-камере, снижают уровень слоя металла в вакуум-камере и устанавливают мениск металла в патрубке в пределах 0,5-1,0 его высоты от нижнего торца. At the end of the emptying of the casting ladle, the pressure in the vacuum chamber is increased, the level of the metal layer in the vacuum chamber is reduced, and the meniscus of the metal in the pipe is set within 0.5-1.0 of its height from the lower end.

Повышение производительности и стабильности процесса непрерывной разливки с использованием поточного вакуумирования будет происходить вследствие устранения переполнения металлом промежуточного ковша при опорожнении разливочного ковша и разгерметизации вакуумной камеры. В этих условиях из вакуум-камеры выльется в промежуточный ковш объем металла, находящийся только в патрубке. Этот объем металла имеет небольшую величину, слив которого из патрубка не приведет к переполнению промежуточного ковша. Increasing the productivity and stability of the continuous casting process using in-line evacuation will occur as a result of eliminating the overfilling of the tundish with metal during emptying of the casting ladle and depressurization of the vacuum chamber. Under these conditions, the volume of metal located only in the nozzle will pour out of the vacuum chamber into the intermediate bucket. This volume of metal is small, the discharge of which from the nozzle will not lead to overflow of the intermediate bucket.

Диапазон расположения мениска металла в патрубке в пределах 0,5-1,0 его высоты от нижнего торца объясняется величиной запасного свободного объема рабочей полости промежуточного ковша, находящегося над уровнем металла в нем. При больших значениях возможно переполнение промежуточного ковша. При меньших значениях необходимо увеличивать давление в вакуум-камере сверх допустимых значений, что приводит к снижению интенсивности вакуумирования металла в конце разливки разливочного ковша. The range of metal meniscus location in the pipe within 0.5-1.0 of its height from the lower end is explained by the size of the spare free volume of the working cavity of the intermediate ladle located above the metal level in it. At high values, the overhead bucket may overflow. At lower values, it is necessary to increase the pressure in the vacuum chamber in excess of the permissible values, which leads to a decrease in the intensity of metal evacuation at the end of the casting ladle.

Указанный диапазон устанавливают в обратно пропорциональной зависимости от длины патрубка и его внутреннего диаметра проходного канала. The specified range is set inversely proportional to the length of the pipe and its internal diameter of the passage channel.

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

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. The following is an embodiment of the invention that does not exclude other variations within the scope of the claims.

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 марки ст 3 из разливочного ковша емкостью 350 т в вакуум-камеру и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в зависимости от раскисленности металла. Разрежение создают посредством вакуум-провода, соединенного с вакуум-насосом. Металл подают из вакуум-камеры в промежуточный ковш емкостью 50 т под уровень через огнеупорный патрубок. Далее металл из промежуточного ковша подают через удлиненные огнеупорные стаканы в два кристаллизатора под уровень металла. Из кристаллизаторов вытягивают непрерывно-литые слитки сечением 250х1600 мм с переменной скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. Расход металла из промежуточного ковша регулируют при помощи стопорных механизмов. PRI me R. At the beginning of the continuous casting process, liquid unrefined steel of grade ct 3 is supplied from a casting ladle with a capacity of 350 tons to a vacuum chamber and creates a vacuum in it to the residual pressure required by the technology, depending on the deoxidation of the metal. The vacuum is created by means of a vacuum wire connected to a vacuum pump. The metal is fed from a vacuum chamber into an intermediate ladle with a capacity of 50 tons under the level through a refractory pipe. Next, the metal from the intermediate ladle is fed through elongated refractory glasses into two molds under the metal level. Continuously cast ingots with a cross section of 250x1600 mm with a variable speed in the range of 0.6-1.2 m / min are drawn from crystallizers. The consumption of metal from the tundish is regulated by means of locking mechanisms.

В конце опорожнения разливочного ковша увеличивают давление в вакуум-камере, снижают уровень слоя металла в вакуум-камере и устанавливают мениск металла в патрубке в пределах 0,5-1,0 его высоты от нижнего торца. Вес оставшегося металла в разливочном ковше определяют, например, с помощью мессдоз. At the end of the emptying of the casting ladle, the pressure in the vacuum chamber is increased, the level of the metal layer in the vacuum chamber is reduced, and the meniscus of the metal in the pipe is set within 0.5-1.0 of its height from the lower end. The weight of the remaining metal in the casting ladle is determined, for example, by means of mass doses.

В начале разливки после наполнения промежуточного ковша металлом выше нижнего торца патрубка и герметизации вакуум-камеры уровнем жидкого металла начинают понижать давление в вакуум-камере и производят струйное вакуумирование металла, а также слоя металла, находящегося на ее днище. At the beginning of casting, after filling the intermediate ladle with metal above the lower end of the nozzle and sealing the vacuum chamber with a level of liquid metal, they begin to lower the pressure in the vacuum chamber and perform jet evacuation of the metal, as well as the metal layer located on its bottom.

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 большой высоты уровня металла в патрубке происходит переполнение промежуточного ковша при опорожнении разливочного ковша. In the first example, due to the large height of the metal level in the nozzle, the overhead ladle overflows when the pouring ladle is emptied.

В пятом примере вследствие малой высоты уровня металла в патрубке и необходимости значительного повышения давления в вакуум-камере происходит вакуумирование металла в конце разливки разливочного ковша с недостаточной интенсивностью. In the fifth example, due to the low height of the metal level in the nozzle and the need for a significant increase in pressure in the vacuum chamber, the metal is evacuated at the end of the casting ladle with insufficient intensity.

В шестом примере (прототипе) вследствие отсутствия повышения давления в вакуум-камере и опускания уровня металла в вакуум-камере происходит переполнение промежуточного ковша в конце опорожнения разливочного ковша. In the sixth example (prototype), due to the lack of pressure increase in the vacuum chamber and lowering of the metal level in the vacuum chamber, the overhead ladle overflows at the end of the pouring ladle emptying.

В примерах 2-4 вследствие понижения уровня металла в вакуум-камере и в патрубке до оптимальных значений в конце разливки разливочного ковша и разгерметизации вакуумной камеры не происходит переполнения промежуточного ковша и выхода оборудования из работы. In examples 2-4, due to a decrease in the level of the metal in the vacuum chamber and in the nozzle to the optimum values at the end of the casting ladle and depressurization of the vacuum chamber, the overhead ladle does not overflow and the equipment goes out of work.

Предлагаемый способ позволяет увеличить производительность процесса непрерывной разливки стали с одновременным обеспечением ее поточного вакуумирования на 10-12% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ поточного вакуумирования на Новолипецком металлургическом комбинате. The proposed method allows to increase the productivity of the process of continuous casting of steel while ensuring its flow evacuation by 10-12%. The economic effect is calculated in comparison with the base object, which is the method of flow evacuation at the Novolipetsk Metallurgical Plant.

Claims

METHOD OF FLOW VACUUMING OF METAL DURING CONTINUOUS CASTING, including supplying liquid metal from a casting ladle to a vacuum chamber, creating residual pressure in it, treating the metal into a vacuum chamber, supplying metal from it to the intermediate ladle and then to crystallizers, characterized in that at the end of the emptying of the casting ladle, the pressure in the vacuum chamber is increased, the metal level in the vacuum chamber is reduced, and the meniscus of the metal in the nozzle is set within 0.5 to 1.0 of its height from the lower end.