RU2066590C1

RU2066590C1 - Method of metals continuous casting

Info

Publication number: RU2066590C1
Application number: RU94009613A
Authority: RU
Inventors: М.Г. Королев; В.И. Савченко; В.С. Кондрашкин; В.Г. Пегов; Г.С. Чалышев; В.И. Лебедев
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1994-03-21
Filing date: 1994-03-21
Publication date: 1996-09-20

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: method of metals continuous casting provides for feeding of metal from casting ladle into intermediate ladle and further through casting cylinders into crystallizers. In the case metal surface in casting and intermediate ladles and crystallizers is covered with heat-insulating burying material. In process of metal continuous casting metal surface in casting ladle is covered with second layer of heat-insulating exothermic burying material in the form of slag of aluminum production with consumption of 2 - 6 kg/t of steel and in the case thickness of exothermic material layer is defined in limits of 0.15 - 0.4 of lower heat-insulating material layer thickness. EFFECT: improved process. 2 cl, 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.

Наиболее близким по технической сущности является способ непрерывной разливки металлов, включающий подачу металла из разливочного ковша в промежуточный ковш и далее в кристаллизаторы. Металл подают из разливочного ковша через огнеупорную трубу под уровень металла в промежуточном ковше. Металл подают из промежуточного ковша в кристаллизаторы через удлиненные огнеупорные стаканы под уровень металла. В процессе разливки зеркало металла в разливочном и промежуточном ковше, а также в кристаллизаторах покрывают слоем специальных теплоизолирующих засыпок (см. Непрерывная разливка стали. Учебник для СПТУ. Попондопуло И.К. Михневич Ю.Ф. М. Металлургия, 1990, с.192). The closest in technical essence is a method of continuous casting of metals, comprising supplying metal from a casting ladle to an intermediate ladle and further to crystallizers. The metal is fed from the casting ladle through a refractory pipe under the metal level in the tundish. Metal is fed from an intermediate ladle to crystallizers through elongated refractory glasses under the metal level. During casting, the metal mirror in the casting and intermediate ladle, as well as in the molds, is coated with a layer of special heat-insulating fillings (see Continuous casting of steel. Textbook for SPTU. Popondopulo IK Mikhnevich Yu.F. M. Metallurgy, 1990, p. 192 )

Недостатком известного способа является низкая стабильность и производительность процесса непрерывной разливки стали с особо низким содержанием углерода. Это объясняется тем, что через слой теплоизолирующей засыпки происходят значительные потери тепла, особенно при длительной разливке стали из большегрузных разливочных кирпичей. При этом происходит переохлаждение разливаемой стали, что приводит к замерзанию стали в разливочных и промежуточных ковшах. Этому способствует также тот факт, что стали с особо низким содержанием углерода имеют узкий интервал кристаллизации и требует для своей разливки постоянного поддержания высокого значения температуры в жидком состоянии в узких пределах. The disadvantage of this method is the low stability and productivity of the process of continuous casting of steel with a particularly low carbon content. This is explained by the fact that significant heat losses occur through a layer of heat-insulating backfill, especially during long-term casting of steel from heavy-duty casting bricks. In this case, supercooling of the cast steel occurs, which leads to freezing of the steel in the casting and intermediate ladles. This is also facilitated by the fact that steels with a particularly low carbon content have a narrow crystallization interval and require constant maintenance of a high temperature value in a liquid state within narrow limits for their casting.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стабильности и производительности процесса непрерывной разливки металлов. The technical effect when using the invention is to increase the stability and productivity of the process of continuous casting of metals.

Указанный технический эффект достигают тем, что подают металл из разливочного ковша в промежуточный ковш и далее в кристаллизаторы через разливочные стаканы, при этом зеркало металла в разливочном и промежуточном ковшах, а также в кристаллизаторах покрывают слоем теплоизолирующей засыпки. The indicated technical effect is achieved by supplying metal from the casting ladle to the intermediate ladle and then to the molds through the pouring glasses, while the metal mirror in the casting and intermediate ladles, as well as in the molds, is covered with a layer of heat-insulating backfill.

В процессе непрерывной разливки зеркало металла в разливочном ковше покрывают вторым слоем теплоизолирующей засыпки из экзотермического материала в виде шлака от производства алюминия с расходом 2-6 кг/т стали и устанавливают при этом толщину слоя экзометрического материала в пределах 0,15-0,4 толщины нижнего слоя теплоизолирующей засыпки. During continuous casting, the metal mirror in the casting ladle is covered with a second layer of heat-insulating backfill from exothermic material in the form of slag from aluminum production with a flow rate of 2-6 kg / t of steel and the thickness of the layer of exometrical material is set in the range 0.15-0.4 thickness lower layer of heat-insulating backfill.

Повышении стабильности и производительности процесса непрерывной разливки будет происходить вследствие подогрева первого нижнего слоя теплоизолирующей засыпки теплом верхнего второго слоя экзотермического материала, которое выделяется при нагреве и сгорании экзотермического материала. При этом уменьшаются потери тепла от жидкого металла с его зеркала в разливочном ковше. В результате температура жидкого металла поддерживается постоянной в необходимых узких пределах, что позволяет стабильно производить непрерывную разливку стали с особо низким содержанием углерода, имеющей узкий интервал кристаллизации. Increasing the stability and productivity of the continuous casting process will occur due to the heating of the first lower layer of the insulating backfill with heat of the upper second layer of the exothermic material, which is released during heating and combustion of the exothermic material. At the same time, heat losses from liquid metal from its mirror in the casting ladle are reduced. As a result, the temperature of the molten metal is kept constant within the required narrow limits, which makes it possible to stably perform continuous casting of steel with a particularly low carbon content having a narrow crystallization interval.

Диапазон расходов экзотермического материала в пределах 2-6 кг/т стали объясняется закономерностями выделения тепла из слоя экзотермического материала. При меньших значениях количества выделяемого тепла будет недостаточным для уменьшения потерь тепла с зеркала металла в разливочном ковше. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т.к. при этом будет происходить перерасход экзотермического материала без дальнейшего уменьшения потерь тепла с зеркала металла. The range of flow rates of exothermic material in the range of 2-6 kg / t of steel is explained by the laws of heat release from the layer of exothermic material. At lower values of the amount of heat generated will be insufficient to reduce heat loss from the metal mirror in the casting ladle. It does not make sense to set large values, because in this case, an exothermic material will be overspended without further reduction of heat loss from the metal mirror.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от весового расхода металла из разливочного ковша. The specified range is set in direct proportion to the weight flow of metal from the casting ladle.

Диапазон значений толщины слоя экзотермического материала в пределах 0,15-0,4 толщины нижнего слоя теплоизолирующей засыпки объясняется закономерностями тепловыделения тепла от жидкого металла через слой теплоизолирующей засыпки. При меньших значениях не будет обеспечиваться постоянство температуры жидкого металла в разливочном ковше. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т. к. при этом будет происходить перерасход экзотермического материала без дальнейшего уменьшения потерь температуры жидким металлом. The range of values of the thickness of the layer of exothermic material within 0.15-0.4 of the thickness of the lower layer of the heat-insulating backfill is explained by the laws of heat dissipation from liquid metal through the layer of heat-insulating backfill. At lower values, the temperature of the molten metal in the casting ladle will not be constant. It does not make sense to establish large values, since this will result in an overspending of the exothermic material without further reducing the temperature loss by the liquid metal.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от емкости разливочного ковша. The specified range is set in direct proportion to the capacity of the casting ladle.

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 непрерывной разливки металлов осуществляют следующим образом. The method of continuous casting of metals is as follows.

Пример. В процессе непрерывной разливки подают сталь марки ИФ с содержанием углерода 0,008% из разливочного ковша в промежуточный ковш и далее в кристаллизаторы через разливочные стаканы, из которых вытягивают непрерывнолитые слитки с переменной скоростью. Зеркало металла в разливочном и промежуточном ковшах, а также в кристаллизаторах покрывают слоем теплоизолирующей засыпки из синтетического шлака следующего состава:
CaO 52.56%
Al₂O₃ 37.42%
TiO₂ 2.4,5%
FeO ≅ 1,0%
MgO ≅ 3%
SiO₂ ≅ 3%
В процессе непрерывной разливки зеркало металла в разливочном ковше покрывают вторым слоем теплоизолирующей засыпки из экзотермического материала в виде шлака от производства алюминия следующего состава:
Al₂O₃ 60%
металлический алюминий в виде корольков
CaO 30% 2.3%
FeO 1.2%
SiO₂ 4.6%
MgO 1,5.2%
S < 0,01
Шлак от производства алюминия засыпают на зеркало металла в разливочном ковше в виде пылевидной фракции. Расход экзотермического материала устанавливают в пределах 2-6 кг/т стали, а толщину слоя экзотермического материала устанавливают в пределах 0,15-0,4 от толщины нижнего слоя теплоизолирующей засыпки.Example. In the process of continuous casting, IF grade steel with a carbon content of 0.008% is fed from the casting ladle to the tundish and then to the molds through casting glasses, from which continuously cast ingots are pulled at a variable speed. The metal mirror in the casting and intermediate ladles, as well as in the molds, is coated with a layer of heat-insulating backfill from synthetic slag of the following composition:
CaO 52.56%
Al ₂ O ₃ 37.42%
TiO ₂ 2.4.5%
FeO ≅ 1.0%
MgO ≅ 3%
SiO ₂ ≅ 3%
During continuous casting, the metal mirror in the casting ladle is covered with a second layer of heat-insulating backfill from exothermic material in the form of slag from aluminum production of the following composition:
Al ₂ O ₃ 60%
metal aluminum in the form of kings
CaO 30% 2.3%
FeO 1.2%
SiO ₂ 4.6%
MgO 1.5.2%
S <0.01
Slag from aluminum production is poured onto a metal mirror in a casting ladle in the form of a dust fraction. The flow of exothermic material is set in the range of 2-6 kg / t of steel, and the thickness of the layer of exothermic material is set in the range of 0.15-0.4 of the thickness of the lower layer of the insulating backfill.

При таком способе теплоизоляции зеркала металла в разливочном ковше происходит подплавление алюминиевых корольков в слое экзотермического материала с выделением тепла. В этих условиях происходит "запирание" теплового потока от нижнего слоя шлаковой засыпки, что повышает его теплоизолирующие свойства. With this method of thermal insulation of a metal mirror in a casting ladle, aluminum kings are melted in a layer of exothermic material with heat evolution. Under these conditions, the heat flux is “blocked” from the lower slag backfill layer, which increases its heat-insulating properties.

В таблице приведены примеры осуществления способа непрерывной разливки металлов с различными технологическими параметрами. The table shows examples of the method of continuous casting of metals with various technological parameters.

В первом примере вследствие малых расходов и толщины слоя экзотермического материала увеличиваются теплопотери с зеркала металла в разливочном ковше, что приводит к снижению температуры металла на выходе из разливочного ковша. Сказанное приводит к замеpзанию металла в разливочных стаканах разливочного и промежуточных ковшей и, как следствие, к прекращению процесса непрерывной разливки. In the first example, due to low costs and the thickness of the layer of exothermic material, heat losses from the metal mirror in the casting ladle increase, which leads to a decrease in the temperature of the metal at the outlet of the casting ladle. The foregoing leads to freezing of the metal in the pouring glasses of the casting and intermediate ladles and, as a result, to the termination of the continuous casting process.

В пятом примере вследствие больших расходов и толщины слоя экзотермического материала происходит его излишний перерасход без дальнейшей стабилизации температуры металла. In the fifth example, due to the high costs and thickness of the exothermic layer, it is overused without further stabilization of the metal temperature.

В шестом примере, прототипе, вследствие отсутствия второго верхнего слоя экзотермического материала на зеркале металла в разливочном ковше происходит снижение его температуры сверх допустимых значений. Сказанное приводит к замерзанию металла в разливочных стаканах разливочного и промежуточных ковшей и, как следствие, к прекращению процесса непрерывной разливки. In the sixth example, the prototype, due to the absence of a second upper layer of exothermic material on the metal mirror in the casting ladle, its temperature decreases above acceptable values. The foregoing leads to freezing of the metal in the pouring glasses of the casting and intermediate ladles and, as a result, to the termination of the continuous casting process.

В примерах 2-4 вследствие покрытия первого слоя теплоизолирующей засыпки вторым слоем экзотермического материала с оптимальным расходом и толщиной слоя обеспечивается подогрев первого слоя теплоизолирующей засыпки до необходимых параметров. В этих условиях температура металла на выходе из разливочного и промежуточного ковшей поддерживается в процессе разливки постоянной, что обеспечивает стабильность формирования непрерывнолитых слитков и процесса разливки. In examples 2-4, due to the coating of the first layer of heat-insulating backfill with a second layer of exothermic material with an optimal flow rate and layer thickness, the first layer of heat-insulating backfill is heated to the required parameters. Under these conditions, the temperature of the metal at the outlet of the casting and intermediate ladles is maintained constant during the casting process, which ensures the stability of the formation of continuously cast ingots and the casting process.

В общем случае применение двухслойного теплоизолирующего покрытия возможно в промежуточном ковше и в кристаллизаторах. In the general case, the use of a two-layer heat-insulating coating is possible in an intermediate ladle and in molds.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность процесса непрерывной разливки металлов на 6-10% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ непрерывной разливки металлов, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате. The application of the proposed method allows to increase the productivity of the process of continuous casting of metals by 6-10%. The economic effect is calculated in comparison with the base object, which is the method of continuous casting of metals used at the Novolipetsk Metallurgical Plant.

Claims

1. A method of continuous casting of metals, comprising supplying metal from a casting ladle to an intermediate ladle and then to crystallizers through casting glasses and coating a metal mirror in a casting and intermediate ladles and in molds with a layer of heat-insulating backfill, characterized in that during continuous casting onto a layer of heat-insulating the fillings in the casting ladle supply a heat-insulating fill of exothermic material with a flow rate of 2 6 kg / t of steel, while the thickness of the layer of exothermic material is set to within 0.15 0.4 of the thickness of the lower layer of the insulating backfill.

2. The method according to p. 1, characterized in that as an exothermic material using slag from aluminum production.