RU2092273C1

RU2092273C1 - Method of in-line steel degassing in continuous casting

Info

Publication number: RU2092273C1
Application number: RU95117451A
Authority: RU
Inventors: В.И. Уманец; Б.А. Чумарин; И.В. Сафонов; В.И. Лебедев; А.Ф. Копылов; В.Е. Шатохин; В.Н. Хребин; Ю.Ф. Суханов
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1995-10-09
Publication date: 1997-10-10

Abstract

FIELD: metallurgy, in particular, steel continuous casting. SUBSTANCE: method includes supply of steel from casting ladle into vacuum chamber; building-up of the required process residual pressure; steel treatment in vacuum chamber; supply of steel to tundish through discharge nozzle; separation of tundish by transverse partitions into middle and extreme zones; supply of steel to middle zone of tundish; reduction and alloying of steel in middle with aluminum; supply of slag mixture onto metal meniscus into tundish; supply of metal from tundish to mold. In course of continuous casting, position of level of steel in tundish is set below the level of discharge over lauder and varied in height within 0.01-0.05 of height of steel working level from the level of discharge over lauder. In this case, consumption of slag mixture in middle zone of tundish is set up within 1.2-1.5 of its consumption in extreme zones. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

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

Наиболее близким по технической сущности является способ поточного вакуумирования стали при непрерывной разливке, включающий подачу стали из разливочного ковша в вакуумкамере, создание в ней необходимого по технологии остаточного давления, обработку стали в вакуум-камере, ее подачу в промежуточный ковш через сливной патрубок, разделение промежуточного ковша поперечными перегородками на среднюю и крайние зоны, подачу стали в среднюю зону промежуточного ковша, раскисление и легирование стали в средней зоне алюминием, подачу на мениск металла в промежуточном ковше шланговой смеси с постоянным расходом, а также подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизаторы и вытягивание из них слитков. В промежуточном ковше поддерживают уровень металла и шлака постоянными (см. патент РФ N 2031755, кл. B 22 D 11/10, 1995). The closest in technical essence is the method of flow evacuation of steel during continuous casting, including the supply of steel from the casting ladle in a vacuum chamber, the creation of the residual pressure necessary for it by technology, the processing of steel in a vacuum chamber, its supply to the intermediate ladle through the drain pipe, separation of the intermediate ladle with transverse partitions to the middle and extreme zones, steel supply to the middle zone of the intermediate bucket, deoxidation and alloying of steel in the middle zone with aluminum, meniscus feed m metal in the intermediate ladle of the hose mixture with a constant flow rate, as well as the supply of metal from the intermediate ladle to the molds and drawing ingots from them. In the tundish, the metal and slag levels are kept constant (see RF patent N 2031755, class B 22 D 11/10, 1995).

Недостатком известного способа является неудовлетворительное качество непрерывнолитых слитков. Это объясняется постоянством уровня металла в промежуточном ковше и постоянным расходом шлаковой смеси в его средней зоне. В этих условиях невозможно регулировать толщину слоя образующегося шлака при легировании стали и раскислении стали алюминием в средней зоне промежуточного ковша, а также его обновление, что приводит к невозможности регулирования интенсивности ассимиляции всплывающих неметаллических включений и их удаление с мениска металла в промежуточном ковше. В результате изменяется качество макроструктуры по длине непрерывнолитых слитков по количеству в них неметаллических включений, что приводит к необходимости отбраковки отлитых слитков. The disadvantage of this method is the unsatisfactory quality of continuously cast ingots. This is explained by the constancy of the metal level in the intermediate ladle and the constant consumption of slag mixture in its middle zone. Under these conditions, it is impossible to control the thickness of the layer of slag formed during steel alloying and steel deoxidation with aluminum in the middle zone of the intermediate ladle, as well as its updating, which makes it impossible to control the intensity of assimilation of non-metallic inclusions that pop up and remove them from the meniscus of the metal in the intermediate ladle. As a result, the quality of the macrostructure varies along the length of continuously cast ingots by the number of non-metallic inclusions in them, which leads to the need to reject cast ingots.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении качества непрерывнолитых слитков. The technical effect when using the invention is to improve the quality of continuously cast ingots.

Указанный эффект при использовании изобретения достигается тем, что способ поточного вакуумирования стали при непрерывной разливке включает подачу стали из разливочного ковша в вакуумную камеру, создание в ней необходимого по технологии остаточного давления, обработку стали в вакуум-камере, ее подачу в промежуточный ковш через сливной патрубок, разделение промежуточного ковша поперечными перегородками на среднюю и крайние зоны, подачу стали в среднюю зону промежуточного ковша, раскисление и легирование стали в средней зоне алюминием, подачу на мениск металла в промежуточном ковше шлаковой смеси, а также подачу металла из промежуточного ковша в кристаллизаторы и вытягивание из них слитков. The specified effect when using the invention is achieved by the fact that the method of continuous steel evacuation of steel during continuous casting involves supplying steel from the casting ladle to the vacuum chamber, creating the residual pressure required by the technology, processing the steel in the vacuum chamber, and feeding it to the intermediate ladle through the drain pipe , separation of the intermediate ladle by transverse partitions into the middle and extreme zones, steel supply to the middle zone of the intermediate ladle, deoxidation and alloying of steel in the middle zone with aluminum feeding metal to the meniscus in the intermediate ladle of the slag mixture, as well as feeding metal from the intermediate ladle to the molds and drawing ingots from them.

В процессе непрерывной разливки положение стали в промежуточном ковше устанавливают ниже уровня слива по желобу и изменяют его по высоте в пределах 0,01-0,05 высоты рабочего уровня стали от уровня слива по желобу, при этом расход шлаковой смеси в средней зоне промежуточного ковша устанавливают в пределах 1,2-2,5 ее расхода в крайних зонах. During continuous casting, the position of the steel in the intermediate ladle is set below the drain level in the gutter and its height is changed within the range of 0.01-0.05 of the working level of the steel from the drain level in the gutter, while the flow of slag mixture in the middle zone of the intermediate ladle is set within 1.2-2.5 of its flow in the extreme zones.

Улучшение качества непрерывнолитых слитков будет происходить вследствие обеспечения необходимой толщины слоя шлака в средней зоне промежуточного ковша, в которой производят раскисление стали и ее легирование алюминием. При этом обеспечивается необходимая интенсивность всплывания образующихся в средней зоне неметаллических включений и их удаление из стали, а также обновление шлаковой смеси. В этих условиях будет обеспечиваться постоянство распределения оставшихся неметаллических включений по длине непрерывнолитых слитков. Improving the quality of continuously cast ingots will occur due to the provision of the required slag layer thickness in the middle zone of the intermediate ladle, in which steel is deoxidized and alloyed with aluminum. This ensures the necessary intensity of the emergence of non-metallic inclusions formed in the middle zone and their removal from steel, as well as updating the slag mixture. Under these conditions, a constant distribution of the remaining non-metallic inclusions along the length of continuously cast ingots will be ensured.

Диапазон изменения положения уровня стали в промежуточном ковше в пределах 0,01-0,05 высоты ее рабочего уровня от уровня слива по желобу объясняется физико-химическими закономерностями образования и всплывания неметаллических включений, образующихся в процессе раскисления и легирования стали алюминием в средней зоне промежуточного ковша, а также гидравлическими закономерностями течения расплава из средней зоны промежуточного ковша по сливному желобу. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимая интенсивность ассимиляции неметаллических включений и удаления отработанного шлака с мениска стали в средней зоне промежуточного ковша. При больших значениях будет происходить процесс обратного возврата неметаллических включений в сталь из слоя шлака в средней зоне под действием перемешивания струей металла из сливного патрубка вакуум-камеры, а также перерасход шлаковой смеси. The range of changes in the position of the level of steel in the intermediate ladle within the range of 0.01-0.05 of the height of its working level from the level of discharge through the gutter is explained by the physicochemical laws of the formation and emergence of nonmetallic inclusions formed during the deoxidation and alloying of steel with aluminum in the middle zone of the intermediate ladle , as well as hydraulic patterns of melt flow from the middle zone of the intermediate ladle along the drain trough. At lower values, the necessary intensity of assimilation of non-metallic inclusions and removal of waste slag from the meniscus of steel in the middle zone of the intermediate ladle will not be provided. At large values, the process of reverse return of non-metallic inclusions to steel from the slag layer in the middle zone under the action of stirring by a metal stream from the drain pipe of the vacuum chamber will occur, as well as an excess consumption of the slag mixture.

Указанный диапазон устанавливают в прямой зависимости от весового расхода металла из промежуточного ковша в кристаллизаторы. The specified range is set in direct proportion to the weight flow of metal from the tundish to the molds.

Диапазон значений расхода шлаковой смеси в средней зоне в пределах 1,2-2,5 ее расхода в крайних зонах объясняется физико-химическими закономерностями ассимиляции и удаления неметаллических включений из стали в средней зоне промежуточного ковша. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимая интенсивность ассимиляции неметаллических включений в виде оксидов алюминия, образующихся при легировании и раскислении стали в средней зоне промежуточного ковша. При больших значениях будет происходить перерасход шлаковой смеси без дальнейшего увеличения интенсивности ассимиляции неметаллических включений. The range of values of the flow of slag mixture in the middle zone within 1.2-2.5 of its flow in the extreme zones is explained by the physicochemical laws of assimilation and removal of non-metallic inclusions from steel in the middle zone of the intermediate ladle. At lower values, the necessary intensity of assimilation of non-metallic inclusions in the form of aluminum oxides formed during alloying and deoxidation of steel in the middle zone of the intermediate ladle will not be provided. At large values, the slag mixture will be overrun without further increasing the intensity of assimilation of non-metallic inclusions.

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 стали при непрерывной разливке осуществляют следующим образом. The method of continuous degassing of steel during continuous casting is as follows.

Пример. В процессе поточного вакуумирования нераскисленную сталь марки ст3 из разливочного ковша подают в вакуумную камеру и создают в ней остаточное давление в пределах 0,2-0,8 КПа при помощи вакуум-провода, соединенного с вакуум-насосом. Герметизация стыка сталеразливочного ковша и вакуум-камеры обеспечивается за счет уплотнений. Сталь обрабатывается в вакуум-камере, подают металл в промежуточный ковш через сливной патрубок, установленный в ее днище и далее в кристаллизаторы через удлиненные разливочные стаканы под уровень металла, из которых вытягивают слитки. Example. In the process of vacuum evacuation, unstuffed steel of the st3 grade from a casting ladle is fed into a vacuum chamber and a residual pressure is created in it within 0.2-0.8 KPa using a vacuum wire connected to a vacuum pump. Sealing the junction of the steel pouring ladle and the vacuum chamber is ensured by seals. Steel is processed in a vacuum chamber, metal is fed into the intermediate ladle through a drain pipe installed in its bottom and then into the molds through elongated casting glasses to the metal level, from which the ingots are drawn.

Металл из вакуум-камеры подают в среднюю зону в промежуточном ковше, разделенного поперечными перегородками на три зоны: две крайние и одну среднюю. Разливочные стаканы устанавливают в крайних зонах. Поперечные перегородки ограничивают объем металла в средней зоне, где происходит интенсивное перемешивание металла под действием подводимой струи металла из сливного патрубка, а также производят раскисление и легирование стали алюминием посредством ввода алюминиевой проволоки при помощи трайбаппаратов. Через щели, выполненные между днищем промежуточного ковша и нижними торцами перегородок, металл перетекает из средней зоны промежуточного ковша в крайние. В средней зоне промежуточного ковша на его боковой стенке выполнен сливной желоб, по которому расплав сливается в шлаковню. The metal from the vacuum chamber is fed into the middle zone in the intermediate ladle, divided by transverse partitions into three zones: two extreme and one middle. Filling glasses are installed in the extreme zones. The transverse partitions limit the volume of metal in the middle zone, where the metal is intensively mixed under the influence of a supplied metal stream from the drain pipe, and also steel is deoxidized and alloyed with aluminum by introducing an aluminum wire using tribameters. Through slots made between the bottom of the intermediate bucket and the lower ends of the partitions, the metal flows from the middle zone of the intermediate bucket to the extreme. In the middle zone of the intermediate bucket, a drain trough is made on its side wall, along which the melt merges into slag.

На мениск металла в зонах промежуточного ковша подают шлаковую смесь с содержанием углерода в пределах 0,1-0,5% в обратной зависимости от температуры разливаемого металла. Шлаковую смесь подают следующего состава, мас. шлакопортландцемент 30-32; графит литейный (аморфный) 0,5-6,0; плавиковый шпат 33-36; нефелиновый концентрат 19-22; силикатная глыба 5-8. A slag mixture with a carbon content in the range of 0.1-0.5% inversely dependent on the temperature of the metal being poured is fed to the metal meniscus in the zones of the bucket. Slag mixture serves the following composition, wt. slag Portland cement 30-32; foundry graphite (amorphous) 0.5-6.0; fluorspar 33-36; nepheline concentrate 19-22; silicate block 5-8.

В процессе непрерывной разливки положение уровня стали в промежуточном ковше устанавливают ниже уровня слива по желобу и изменяют его по высоте в пределах 0,0-0,05 высоты рабочего уровня стали от уровня слива по желобу. Расход шлаковой смеси в средней зоне промежуточного ковша устанавливают в пределах 1,2-2,5 ее расхода в крайних зонах. In the process of continuous casting, the position of the steel level in the intermediate ladle is set below the drain level in the gutter and it is altered in the range of 0.0-0.05 of the working level of the steel from the drain level in the gutter. The consumption of slag mixture in the middle zone of the intermediate bucket is set within 1.2-2.5 of its consumption in the extreme zones.

При указанных параметрах положения уровня стали в промежуточном ковше и расходе шлаковой смеси в его среднюю зону происходит постоянное удаление в процессе непрерывной разливки отработанного шлака из средней зоны и его обновление. При этом уровень шлака в средней зоне промежуточного ковша будет находиться выше уровня слива расплава по желобу. With the indicated parameters, the position of the steel level in the intermediate ladle and the slag mixture flow into its middle zone are continuously removed during continuous casting of spent slag from the middle zone and updated. At the same time, the level of slag in the middle zone of the intermediate ladle will be above the level of melt discharge through the gutter.

В таблице приведены примеры осуществления способа поточного вакуумирования стали при непрерывной разливке с различными технологическими параметрами. The table below shows examples of the method of flow evacuation of steel during continuous casting with various technological parameters.

В первом примере вследствие малой величины изменения положения уровня стали относительно сливного желоба и расхода шлаковой смеси в средней зоне промежуточного ковша не обеспечивается необходимая интенсивность ассимиляции неметаллических включений и обновление шлаковой смеси. In the first example, due to the small magnitude of the change in the position of the steel level relative to the drain trough and the consumption of slag mixture in the middle zone of the intermediate ladle, the necessary rate of assimilation of non-metallic inclusions and updating of the slag mixture are not provided.

В пятом примере вследствие большой величины изменения положения уровня стали относительно сливного желоба и большого расхода шлаковой смеси происходит обратный возврат неметаллических включений из слоя шлака в сталь, а также происходит перерасход шлаковой смеси. In the fifth example, due to the large magnitude of the change in the position of the steel level relative to the drain trough and the large consumption of the slag mixture, non-metallic inclusions return from the slag layer to steel and the slag mixture is overused.

В шестом примере, прототипе, вследствие постоянства положения уровня стали в промежуточном ковше и расхода шлаковой смеси, а также отсутствия обновления отработанной шлаковой смеси в его средней зоне не обеспечивается необходимая ассимиляция и удаление из расплава неметаллических включений. In the sixth example, the prototype, due to the constancy of the position of the steel level in the intermediate ladle and the consumption of slag mixture, as well as the lack of updating the spent slag mixture in its middle zone, the necessary assimilation and removal of non-metallic inclusions from the melt is not provided.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие необходимого изменения положения уровня стали относительно сливного желоба в средней зоне промежуточного ковша и расхода шлаковой смеси в эту зону обеспечивается достаточная интенсивность ассимиляции неметаллических включений и их удаление из разливаемой стали. In optimal examples 2-4, due to the necessary change in the position of the steel level relative to the drain trough in the middle zone of the intermediate ladle and the flow of slag mixture into this zone, a sufficient rate of assimilation of non-metallic inclusions and their removal from the cast steel is ensured.

Применение способа позволяет повысить выход годных непрерывнолитых слитков из-за снижения в них неметаллических включений на 8-10% The application of the method allows to increase the yield of continuously cast ingots due to the reduction of non-metallic inclusions in them by 8-10%

Claims

A method of continuous steel evacuation during continuous casting, comprising supplying steel from the casting ladle to the vacuum chamber, creating the necessary residual pressure in it, processing the steel in the vacuum chamber, supplying it from the vacuum chamber through the drain pipe to the middle zone of the intermediate ladle, divided by partitions to the middle and extreme zones, deoxidation and alloying of steel in the middle zone with aluminum, supplying the slag mixture to the metal meniscus of the intermediate ladle, and then supplying metal from the intermediate ladle to the molds and ogivanie of them ingots, characterized in that a drain chute is installed in the middle zone of the intermediate ladle, during continuous casting, the position of the steel level in the intermediate ladle is set lower than the drain level on the chute and its height is changed within 0.01 0.05 working level heights steel from the level of discharge through the gutter, while the flow rate of the slag mixture in the middle zone of the intermediate ladle is set within 1.2 2.5 of its flow in the extreme zones.