RU2092279C1

RU2092279C1 - Steel casting ladle

Info

Publication number: RU2092279C1
Application number: RU95112711/02A
Authority: RU
Inventors: В.И. Лебедев; М.И. Музылев; М.Г. Королев; бов В.В. Р; В.В. Рябов; Г.С. Чалышев; Ю.Я. Красников
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1995-07-20
Filing date: 1995-07-20
Publication date: 1997-10-10

Abstract

FIELD: metallurgy, in particular, casting ladles in continuous casting of steel. SUBSTANCE: made over diametrical axis of ladle bottom having tundish nozzles installed with some displacement relative to diametrical axis are two to five projections laid of 3-9 bricks. In this case, bottom is inclined at angle of 2-5 deg towards tundish nozzles. Height of protrusions above bottom over diametrical axis equals 0.02-0.03 of height of working hollow of ladle. EFFECT: reduced losses of metal due to elimination of funnel formation on surface of metal at the end of its pouring. 2 dwg

Description

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

Наиболее близким по технической сущности является сталеразливочный ковш, включающий кожух и огнеупорную футеровку, состоящую из изоляционного, арматурного и рабочего слоев. Огнеупорная футеровка набирается из кирпичей. В днище ковша установлены гнездовые кирпичи с разливочными стаканами, при этом оси разливочных стаканов смещены относительно диаметральной оси днища ковша. Поверхность днища ковша выполнена плоской. The closest in technical essence is a steel pouring ladle, including a casing and a refractory lining, consisting of insulating, reinforcing and working layers. Refractory lining is made of bricks. In the bottom of the bucket, nesting bricks with pouring glasses are installed, while the axes of the pouring glasses are offset relative to the diametrical axis of the bottom of the bucket. The surface of the bottom of the bucket is made flat.

Недостатком известного сталеразливочного ковша является образование воронки на поверхности жидкого металла в конце его разливки из ковша. Вследствие этого в разливочные стаканы попадает шлак, что приводит к браку непрерывнолитых слитков по химсоставу металла, а также по повышенному содержанию неметаллических включений. В этих условиях необходимо преждевременно прекращать разливку металла из ковша до его полного опорожнения, что приводит к потерям металла. A disadvantage of the known steel pouring ladle is the formation of a funnel on the surface of the molten metal at the end of its casting from the ladle. As a result, slag gets into the pouring glasses, which leads to the rejection of continuously cast ingots by the chemical composition of the metal, as well as by the increased content of non-metallic inclusions. Under these conditions, it is necessary to prematurely stop the casting of metal from the ladle until it is completely empty, which leads to metal loss.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в сокращении потерь металла при разливке, а также в улучшении качества непрерывнолитых слитков и увеличении выхода годных слитков. The technical effect when using the invention is to reduce metal loss during casting, as well as to improve the quality of continuously cast ingots and increase the yield of ingots.

Указанный технический эффект достигается тем, что сталеразливочный ковш включает кожух, кирпичную футеровку боковых стенок и днища, состоящую из изоляционного, арматурного и рабочего слоев, гнездовые кирпичи с разливочными стаканами, установленными в футеровке днища ковша, при этом оси разливочных стаканов смещены относительно диаметральной оси днища ковша. The specified technical effect is achieved by the fact that the steel pouring ladle includes a casing, brick lining of the side walls and the bottom, consisting of insulating, reinforcing and working layers, nesting bricks with casting glasses installed in the lining of the bottom of the bucket, while the axis of the casting glasses are offset relative to the diametrical axis of the bottom bucket.

Рабочий слой футеровки днища ковша набран из разновысоких кирпичей, при этом по диаметральной оси днища ковша параллельно прямой, соединяющей оси разливочных стаканов, выполнены с зазором между собой 2-5 выступов над уровнем днища, набранные из 3-9 огнеупорных кирпичей, уровень поверхности днища выполнен наклонным в сторону разливочных стаканов под углом 2-5 градусов, а высота выступов над уровнем днища по его диаметральной оси составляет 0,02-0,03 высоты рабочей полости ковша. The working layer of the lining of the bottom of the bucket is made up of bricks of different heights, while along the diametrical axis of the bottom of the bucket parallel to the straight line connecting the axis of the casting cups, they are made with a gap of 2-5 protrusions above the bottom level, assembled from 3-9 refractory bricks, the level of the bottom surface is made inclined towards the pouring glasses at an angle of 2-5 degrees, and the height of the protrusions above the bottom level along its diametrical axis is 0.02-0.03 the height of the working cavity of the bucket.

Сокращение потерь металла будет происходить вследствие устранения образования воронки на поверхности жидкого металла при окончании его слива из ковша, что обеспечивает слив всего металла из ковша до слоя жидкого шлака, находящегося в ковше. Улучшение качества непрерывнолитых слитков и увеличение выхода годных слитков будет происходить вследствие устранения шлака в струю металла, вытекающего из разливочного стакана. Наличие выступов из огнеупорных кирпичей на днище ковша препятствует вращению металла в ковше в конце разливки, что исключает образование воронки на поверхности и, тем самым, исключает затягивание шлака в канал разливочного стакана и преждевременное окончание разливки стали. The reduction of metal losses will occur due to the elimination of the formation of a funnel on the surface of the liquid metal at the end of its discharge from the ladle, which ensures the discharge of all metal from the ladle to a layer of liquid slag located in the ladle. Improving the quality of continuously cast ingots and increasing the yield of ingots will occur due to the elimination of slag in a stream of metal flowing from a pouring glass. The presence of protrusions of refractory bricks on the bottom of the ladle prevents the metal from rotating in the ladle at the end of the casting, which eliminates the formation of a funnel on the surface and, thus, eliminates the slag being drawn into the channel of the pouring nozzle and the premature end of casting.

Сталеразливочный ковш предпочтителен для применения при поочередной разливке стали через один из двух имеющихся в днище ковша разливочных стаканов. The steel pouring ladle is preferred for use in alternate casting of steel through one of the two pouring glasses available in the bottom of the bucket.

Диапазон числа выступов в днище ковша в пределах 2-5 объясняется гидравлическими закономерностями образования воронки на поверхности жидкого металла в ковше его разливки. При меньших значениях не будет устраняться образование воронки. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т. к. образование воронки будет прекращаться при меньшем числе выступов. Кроме того, при этом будут уменьшаться зазоры между выступами и боковыми стенками ковша, что затруднит течение металла в сторону разливочных стаканов. The range of the number of protrusions in the bottom of the ladle within 2-5 is explained by the hydraulic laws of the formation of a funnel on the surface of the liquid metal in the ladle of its casting. At lower values, the formation of a funnel will not be eliminated. It does not make sense to establish large values, since the formation of a funnel will cease with a smaller number of protrusions. In addition, the gaps between the protrusions and the side walls of the bucket will be reduced, which will complicate the flow of metal toward the pouring glasses.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от диаметра днища внутренней полости ковша. The specified range is set in direct proportion to the diameter of the bottom of the inner cavity of the bucket.

Диапазон значений числа кирпичей в каждом выступе в пределах 2-9 объясняется закономерностями размыва огнеупорного материала кирпичей жидким металлом. При меньших значениях будет происходить ускоренный износ кирпичей. При больших значениях будут уменьшаться зазоры между выступами и боковыми стенками ковша, что затруднит течение металла в направлении разливочных стаканов. The range of values of the number of bricks in each protrusion in the range of 2-9 is explained by the patterns of erosion of the refractory material of bricks by liquid metal. At lower values, accelerated wear of the bricks will occur. At high values, the gaps between the protrusions and the side walls of the bucket will decrease, which will complicate the flow of metal in the direction of the pouring glasses.

Диапазон значений угла наклона поверхности днища ковша в сторону разливочных стаканов в пределах 2-5 градусов объясняется закономерностями течения металла в зазорах между выступами на днище ковша в направлении разливочных стаканов. При меньших значениях возможно образование воронки на поверхности жидкого металла вследствие недостаточной скорости течения металла по днищу ковша. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т. к. скорость движения потоков металла в необходимых пределах будет достигаться и при меньших значениях угла наклона поверхности днища ковша. The range of values of the angle of inclination of the surface of the bottom of the bucket towards the pouring glasses within 2-5 degrees is explained by the patterns of metal flow in the gaps between the protrusions on the bottom of the bucket in the direction of the pouring glasses. At lower values, a funnel may form on the surface of the liquid metal due to the insufficient metal flow rate along the bottom of the bucket. It does not make sense to establish large values, since the velocity of the metal flows within the necessary limits will be achieved even with lower values of the angle of inclination of the surface of the bottom of the bucket.

Диапазон значений величины выступов над уровнем днища ковша по его диаметральной оси в пределах 0,02-0,03 высоты рабочей полости ковша объясняется гидравлическими закономерностями течения потоков металла над днищем ковша его опорожнения. При меньших значениях не будет обеспечиваться устранение воронки на поверхности жидкого металла в ковше. При больших значениях будет происходить ускоренный износ огнеупорных кирпичей в выступах на днище ковша. The range of values of the projections above the level of the bottom of the bucket along its diametrical axis within 0.02-0.03 of the height of the working cavity of the bucket is explained by the hydraulic laws of the flow of metal flows above the bottom of the bucket of its emptying. At lower values, the elimination of the funnel on the surface of the liquid metal in the bucket will not be ensured. At high values, accelerated wear of the refractory bricks will occur in the protrusions on the bottom of the bucket.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от диаметра днища рабочей полости ковша. The specified range is set in direct proportion to the diameter of the bottom of the working cavity of the bucket.

В общем случае выступы на днище ковша могут выполняться при укладке кирпичей их длинной гранью как в поперечном направлении к наклону поверхности днища ковша, так и в продольном. In the General case, the protrusions on the bottom of the bucket can be performed when laying bricks with their long face both in the transverse direction to the slope of the surface of the bottom of the bucket, and in the longitudinal.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого сталеразливочного ковша с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". The analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the inventive steel-pouring ladle with signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 показано днище сталеразливочного ковша, продольный разрез; на фиг. 2 то же, разрез A-A. In FIG. 1 shows a bottom of a steel pouring ladle, longitudinal section; in FIG. 2 same, section A-A.

Сталеразливочный ковш состоит из металлического кожуха 1, изоляционного 2, арматурного 3 и рабочего 4 слоя кирпичей футеровки, боковых стенок 5 и днища 6, гнездовых кирпичей 7 с разливочными стаканами 8, выступов 9, огнеупорных кирпичей 10, диаметральной оси 11, зазоров 12. Позицией α обозначен угол наклона поверхности днища ковша, H высота рабочей полости ковша, h высота выступов над уровнем днища ковша по его диаметральной оси, D диаметр днища рабочей полости ковша. The steel pouring ladle consists of a metal casing 1, insulating 2, reinforcing 3 and working 4 layers of lining bricks, side walls 5 and bottom 6, nesting bricks 7 with casting glasses 8, protrusions 9, refractory bricks 10, diametrical axis 11, clearances 12. Position α is the angle of inclination of the surface of the bottom of the bucket, H is the height of the working cavity of the bucket, h is the height of the protrusions above the level of the bottom of the bucket along its diametrical axis, D is the diameter of the bottom of the working cavity of the bucket.

Сталеразливочный ковш работает следующим образом. Steel ladle works as follows.

В процессе разливки сталеразливочный ковш наполняется сталью марки ст3, из которого через один из разливочных стаканов 8 металл направляется в промежуточный ковш и далее в кристаллизаторы, из которых вытягиваются непрерывнолитые слитки. Сталеразливочный ковш состоит из металлического кожуха 1 и кирпичной футеровки, состоящей из изоляционного 2, арматурного 3 и рабочего 4 слоев. Рабочий слой 4 образует поверхности боковых стенок 5 и днища 6. В днище ковша установлены два гнездовых кирпича 7 с разливочными стаканами 8. Оси разливочных стаканов 8 симметрично смещены относительно диаметральной оси днища ковша 11. During the casting process, the steel pouring ladle is filled with steel of the st3 grade, from which through one of the pouring glasses 8 the metal is sent to the intermediate ladle and then to the molds from which continuously cast ingots are drawn. The steel pouring ladle consists of a metal casing 1 and a brick lining, consisting of insulating 2, reinforcing 3 and working 4 layers. The working layer 4 forms the surface of the side walls 5 and the bottom 6. In the bottom of the bucket there are two nesting bricks 7 with casting glasses 8. The axis of the casting glasses 8 are symmetrically offset relative to the diametrical axis of the bottom of the bucket 11.

Рабочий слой футеровки днища ковша набран из разновысоких кирпичей 10. По диаметральной оси 11 днища ковша параллельно прямой, соединяющейся оси разливочных стаканов 8 выполнены с зазорами 12 между собой 2-5 выступов 9 над уровнем днища 6 ковша. Выступы 9 набраны из 3-9 огнеупорных разновысоких кирпичей 10. Уровень поверхности днища 6 выполнен наклонным в сторону разливочных стаканов 8 под углом a в пределах 2-5 градусов. Высота h-выступов 9 над уровнем 6 днища по его диаметральной оси 11 составляет 0,02-0,03 высоты H-рабочей полости ковша. The working layer of the lining of the bottom of the bucket is composed of uneven bricks 10. On the diametrical axis 11 of the bottom of the bucket parallel to the straight line connecting the axis of the casting nozzles 8 are made with gaps 12 between each other 2-5 ledges 9 above the level of the bottom 6 of the bucket. The projections 9 are composed of 3-9 refractory bricks of different heights 10. The surface level of the bottom 6 is made inclined towards the pouring glasses 8 at an angle a within 2-5 degrees. The height of the h-protrusions 9 above the level 6 of the bottom along its diametrical axis 11 is 0.02-0.03 height of the H-working cavity of the bucket.

Изоляционный слой 2 футеровки набран, например, из шамотных кирпичей, арматурный слой 3 из шамотных кирпичей, рабочий слой 4 из пекодоломитовых кирпичей. В общем виде верхние торцы кирпичей 10 и их выступы 9 могут быть сточены под углом a или быть прямыми по горизонтали. В последнем случае поверхность 6 днища ковша будет ступенчатой. The insulating layer 2 of the lining is composed, for example, of chamotte bricks, the reinforcing layer 3 of chamotte bricks, and the working layer 4 of pecodolith bricks. In general terms, the upper ends of the bricks 10 and their protrusions 9 can be ground at an angle a or be horizontal straight. In the latter case, the surface 6 of the bottom of the bucket will be stepped.

При такой конструкции днища ковша наличие выступов 9 будет препятствовать образованию воронки жидкого металла в конце его разливки вследствие вращения металла над разливочным стаканом 8. Отсутствие воронки и вращения металла устраняет попадание шлака в канал разливочного стакана 8. В общем случае разливка металла из ковша возможна через один или два одновременно разливочных стаканов 8. Регулировка расхода металла из ковша возможна как при помощи стопоров, так и при помощи шиберных затворов. With this design of the bucket bottom, the protrusions 9 will prevent the formation of a funnel of liquid metal at the end of its casting due to the rotation of the metal over the pouring nozzle 8. The absence of a funnel and rotation of the metal eliminates the ingress of slag into the channel of the pouring nozzle 8. In general, the pouring of metal from the ladle is possible through one or two pouring glasses at the same time 8. Adjusting the flow of metal from the ladle is possible both with the help of stoppers and with the help of slide gates.

В таблице приведены примеры осуществления работы сталеразливочного ковша с разливными параметрами. The table shows examples of the operation of the steel casting ladle with tapping parameters.

В первом примере вследствие малого числа выступов, из высоты и угла наклона днища ковша не обеспечивается устранение образования воронки на уровне металла в ковше, а также затягивания шлака в разливочные стаканы. In the first example, due to the small number of protrusions, from the height and angle of inclination of the bottom of the bucket, the formation of a funnel at the level of the metal in the bucket, as well as the pulling of slag into the pouring glasses, is not ensured.

В пятом примере вследствие большого числа выступов, их высоты и угла наклона днища ковша будет происходить ускоренный износ кирпичей и выступов и, следовательно, выход из строя ковша. In the fifth example, due to the large number of protrusions, their height and the angle of inclination of the bottom of the bucket, accelerated wear of bricks and protrusions and, consequently, failure of the bucket will occur.

В шестом примере, прототипе, вследствие отсутствия выступов и наклона поверхности днища ковша образуется воронка на уровне металла в ковше и происходит затягивание в нее шлака, что приводит к преждевременному прекращению процесса разливки металла, затягиванию шлака в разливочные стаканы и к потерям металла. In the sixth example, the prototype, due to the lack of protrusions and the tilt of the surface of the bottom of the bucket, a funnel is formed at the level of the metal in the bucket and the slag is drawn into it, which leads to the premature termination of the metal casting process, the slag is pulled into pouring glasses and to metal losses.

В оптимальных примерах 2-4 вследствие наличия выступов необходимых габаритов и угла наклона днища ковша устраняется образование воронки на уровне металла в ковше и затягивание шлака в разливочные стаканы. In optimal examples 2-4, due to the presence of protrusions of the required dimensions and the angle of inclination of the bottom of the bucket, the formation of a funnel at the level of the metal in the bucket and the pulling of slag into the pouring glasses are eliminated.

Применение разливочного ковша позволяет снизить потери металла при разливке на 10-15% и увеличить выход годных непрерывнолитых слитков на 5-6% The use of the casting ladle can reduce metal loss during casting by 10-15% and increase the yield of continuously cast ingots by 5-6%

Claims

A steel pouring ladle containing a casing, a brick lining with a working layer, nesting bricks with casting glasses installed in the bottom of the bucket with an offset relative to the diametrical axis of the bottom, characterized in that along the diametrical axis of the bottom parallel to the straight line connecting the axis of the pouring glasses, are made at a distance from friend from two to five protrusions, recruited from 3 9 bricks, while the bottom is inclined at an angle of 2 5 ^o in the direction of the pouring glasses, and the height of the protrusions above the bottom along its diametrical axis is t 0.02 0.03 height of the working cavity of the bucket.