RU2048248C1

RU2048248C1 - Method for in-line evacuation of metal in the process of continuous casting

Info

Publication number: RU2048248C1
Application number: RU93054974A
Authority: RU
Inventors: В.И. Уманец; В.И. Лебедев; Г.Н. Ролдугин; И.В. Сафонов; В.В. Капнин; А.Ф. Копылов; С.М. Чиграй
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1995-11-20

Abstract

FIELD: metallurgy, continuous casting of metals. SUBSTANCE: method involves supplying metal from pouring ladle into vacuum chamber provided with vacuum pipeline; creating required residual pressure in vacuum chamber; treating metal in vacuum chamber; supplying metal into intermediate ladle through branch pipe and further into crystallizers; withdrawing ingots from crystallizer. In the process of casting, metal level in working cavity of vacuum chamber is periodically increased and decreased for a value equal to 0.2-0.8 of height of vacuum chamber working cavity. EFFECT: increased efficiency and improved 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 металла при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней разряжения до необходимого по технологии остаточного давления, подачу металла из вакуум-камеры через отдельный патрубок непосредственно в кристаллизатор под уровень металла. В этих условиях вакуум-камера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-проводом. Уровень металла в вакуум-камере поддерживают постоянным [1]
Недостаток известного способа недостаточная производительность и стабильность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в случае нарушения герметичности вакуум-камеры происходит переполнение кристаллизатора. В этих условиях прекращается процесс непрерывной разливки. Кроме того, невозможна регулировка расхода металла в кристаллизаторы в зависимости от изменяющихся технологических параметров процесса разливки.There is a method of continuous metal evacuation of metal 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 a separate pipe directly to the mold below the metal level. Under these conditions, the vacuum chamber serves as a hermetically sealed intermediate ladle connected to the vacuum wire. The metal level in the vacuum chamber is kept constant [1]
The disadvantage of this method is the lack of productivity 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, the mold overflows. Under these conditions, the continuous casting process is terminated. In addition, 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 способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней разряжения 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 остаточного давления в камере. Уровень металла в вакуум-камере устанавливают переменным [2]
Недостаток известного способа недостаточная производительность и стабильность процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке. Это объясняется тем, что в процессе поточного вакуумирования капли жидкого металла из его струи налипают и навариваются на футерованные боковые стенки рабочей полости вакуум-камеры, образуя наплывы. Вследствие этого в процессе разливки разливочного ковша с течением времени уменьшается объем внутренней рабочей полости вакуум-камеры, что приводит к снижению эффективности и производительности процесса поточного вакуумирования металла.The closest in technical essence is the method of continuous metal 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 to 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. The metal level in the vacuum chamber is set variable [2]
The disadvantage of this method is the lack of productivity and stability of the process of continuous metal evacuation during continuous casting. This is due to the fact that in the process of in-line evacuation, drops of liquid metal from its stream adhere and weld onto the lined side walls of the working cavity of the vacuum chamber, forming inflows. As a result, in the process of casting the ladle over time, the volume of the internal working cavity of the vacuum chamber decreases, which leads to a decrease in the efficiency and productivity of the process of continuous metal evacuation.

Цель изобретения повышение производительности и эффективности процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке. The purpose of the invention is to increase the productivity and efficiency of the process of continuous metal evacuation during continuous casting.

Указанная цель достигается тем, что металл подают из разливочного ковша в вакуум-камеру, снабженную вакуум-проводом, создают в ней необходимое по технологии остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере, подают металл в промежуточный ковш через патрубок и далее в кристаллизаторы, а также вытягивают из кристаллизаторов слитки. В процессе разливки периодически поднимают и опускают уровень металла в рабочей полости вакуум-камеры на величину, равную 0,2-0,8 высоты рабочей полости вакуум-камеры. Повышение производительности и эффективности процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке будет происходить вследствие сохранения объема рабочей полости вакуум-камеры постоянным из-за устранения с ее боковых стенок наплывов застывшего металла посредством его расплавления. This goal is achieved by the fact that the metal is fed from the casting ladle into a vacuum chamber equipped with a vacuum wire, the residual pressure required by the technology is created in it, the metal is processed in a vacuum chamber, the metal is fed into the intermediate ladle through a nozzle and then to crystallizers, and ingots are also drawn from crystallizers. During the casting process, the metal level in the working cavity of the vacuum chamber is periodically raised and lowered by an amount equal to 0.2-0.8 of the height of the working cavity of the vacuum chamber. The increase in productivity and efficiency of the process of continuous metal evacuation during continuous casting will occur due to the fact that the volume of the working chamber of the vacuum chamber is kept constant due to the elimination of the flow of solidified metal from its side walls by melting it.

Диапазон значений величины подъема и опускания уровня металла в пределах 0,2-0,8 высоты рабочей полости вакуум-камеры объясняется закономерностями образования на ее боковых стенках наплывов и наростов затвердевшего металла. При меньших значениях не будет происходить расплавление и удаление затвердевшего металла со стенок вакуум-камеры. При больших значениях возможно попадание жидкого металла в вакуум-провод, расположенный в верхней части вакуум-камеры. В этом случае прекращается процесс струйного поточного вакуумирования металла. Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от объеме металла, разливаемого через вакуум-камеру из разливочного ковша, и времени его разливки. The range of values of raising and lowering the level of the metal within 0.2-0.8 of the height of the working cavity of the vacuum chamber is explained by the laws of formation of hardenings and growths of hardened metal on its side walls. At lower values, the solidified metal will not melt and remove from the walls of the vacuum chamber. At high values, liquid metal may enter the vacuum wire located in the upper part of the vacuum chamber. In this case, the process of jet stream evacuation of metal is terminated. The specified range is set in direct proportion to the volume of metal cast through the vacuum chamber from the casting ladle, and the time of casting.

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".

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 процессе непрерывной разливки подают жидкую нераскисленную сталь марки ст3 из разливочного ковша в вакуум-камеру и создают в ней разряжение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,3-0,5 кПа в зависимости о раскисленности стали. Разряжение создают посредством вакуум-провода, расположенного в верхней части рабочей полости вакуум-камеры и соединенного с вакуум-насосом. Металл из вакуум-камеры подают в промежуточный ковш емкостью 50 т через сливной огнеупорный патрубок. Далее металл из промежуточного ковша подают через удлиненные огнеупорные стаканы в кристаллизаторы под уровень металла. Из кристаллизатора вытягивают непрерывнолитой слиток сечением 250 х 1600 мм со скоростью 1,0 м/мин. Расходы металла из разливочного и промежуточного ковшей регулируют при помощи стопоров. PRI me R. In the process of continuous casting, liquid unstable steel of the st3 grade is fed from the casting ladle into the vacuum chamber and creates a vacuum in it to the residual pressure required by the technology in the range of 0.3-0.5 kPa, depending on the deoxidation of the steel. The vacuum is created by means of a vacuum wire located in the upper part of the working cavity of the vacuum chamber and connected to a vacuum pump. The metal from the vacuum chamber is fed into an intermediate ladle with a capacity of 50 tons through a drain refractory pipe. Next, the metal from the intermediate ladle is fed through elongated refractory glasses into the molds under the metal level. A continuously cast ingot with a cross section of 250 x 1600 mm is pulled from the mold at a speed of 1.0 m / min. The flow of metal from the casting and tundish is regulated by stoppers.

В процессе обработки металла на днище вакуум-камеры поддерживают рабочий уровень металла от днища вакуум-камеры. В процессе вакуумной обработки металла на боковых огнеупорных стенках рабочей полости вакуум-камеры образуются наплывы закристллизовавшегося металла. В процессе разливки периодически поднимают и опускают уровень металла в рабочей полости вакуум-камеры на величину равную 0,2-0,8 высоты рабочей полости вакуум-камеры. In the process of processing metal on the bottom of the vacuum chamber, the working level of the metal from the bottom of the vacuum chamber is maintained. In the process of vacuum processing of metal on the lateral refractory walls of the working cavity of the vacuum chamber, flows of crystallized metal are formed. During casting, the metal level in the working cavity of the vacuum chamber is periodically raised and lowered by an amount equal to 0.2-0.8 of the height of the working cavity of the vacuum chamber.

В данном примере уровень металла поднимают и опускают через каждые 10-20 мин времени разливки разливочного ковша. Процесс изменения уровня металла в вакуум-камере производят посредством перекрытия канала сливного патрубка, например, при помощи шиберного затвора. После подъема уровня металла на необходимую высоту начинают производить процесс его опускания. In this example, the metal level is raised and lowered every 10-20 minutes of the casting ladle casting time. The process of changing the level of the metal in the vacuum chamber is carried out by blocking the channel of the drain pipe, for example, using a slide gate. After raising the metal level to the required height, they begin to lower it.

В процессе изменения уровня металла в вакуум-камере происходят расплавление и удаление наплывов металла на ее боковых огнеупорных стенках. В результате объем внутренней рабочей полости вакуум-камеры восстанавливается до прежних размеров. Вследствие этого сохраняется высокая эффективность и производительность процесса поточного вакуумирования металла в вакуум-камере. In the process of changing the metal level in the vacuum chamber, melting and removal of metal flows on its side refractory walls occur. As a result, the volume of the inner working cavity of the vacuum chamber is restored to its previous size. As a result of this, the high efficiency and productivity of the process of continuous metal evacuation in the vacuum chamber is maintained.

В таблице приведены примеры осуществления способа поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке при различных технологических параметрах. The table shows examples of the method of continuous metal evacuation during continuous casting at various technological parameters.

В первом примере вследствие малой величины подъема и опускания уровня металла не происходит удаление наплывов затвердевшего металла на стенках вакуум-камеры, что приводит к уменьшению ее рабочего объема. In the first example, due to the small amount of raising and lowering the level of the metal, hardened metal flows are not removed on the walls of the vacuum chamber, which leads to a decrease in its working volume.

В пятом примере вследствие большей величины подъема и опускания уровня металла происходит попадание жидкого металла в вакуум-провод, что приводит к прекращению струйного источника вакуумирования металла. In the fifth example, due to the larger amount of raising and lowering of the metal level, liquid metal enters the vacuum wire, which leads to the termination of the jet source of metal evacuation.

В шестом примере (прототипе) вследствие постоянства положения уровня металла на днище вакуум-камеры происходит уменьшение ее рабочего объема из-за образования наплывов затвердевшего металла на боковых стенках. В этих условиях снижается интенсивность вакуумирования металла. In the sixth example (prototype), due to the constant position of the metal level on the bottom of the vacuum chamber, its working volume decreases due to the formation of hardened metal flows on the side walls. Under these conditions, the vacuum intensity of the metal decreases.

В примерах 2-4 вследствие оптимальной величины изменения уровня металла в вакуум-камере сохраняется объем ее рабочей полости и интенсивность вакуумирования металла. In examples 2-4, due to the optimal magnitude of the change in the level of the metal in the vacuum chamber, the volume of its working cavity and the intensity of the metal evacuation are preserved.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность процесса поточного вакуумирования металла на 4% при его высокой эффективности и сохранении объема внутренней рабочей полости вакуум-камеры неизменным. The application of the proposed method allows to increase the productivity of the process of in-line evacuation of metal by 4% with its high efficiency and maintaining the volume of the internal working cavity of the vacuum chamber unchanged.

Claims

METHOD OF FLOW VACUUMING OF METAL DURING CONTINUOUS CASTING, including supplying metal from a casting ladle to a vacuum chamber with a vacuum wire, creating the necessary residual pressure in it, treating the metal in a vacuum chamber, feeding metal from it to an intermediate ladle through a nozzle and then to crystallizers and pulling ingots from the molds, while changing the level of the metal in the vacuum chamber, characterized in that the changing level of the metal in the vacuum chamber is carried out periodically within 0.2 0.8 height eyes of the cavity of the vacuum chamber.