RU2147484C1

RU2147484C1 - Metal casting ladle

Info

Publication number: RU2147484C1
Application number: RU98117648A
Authority: RU
Inventors: Т.В. Бровман
Original assignee: Бровман Татьяна Васильевна
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 2000-04-20

Abstract

FIELD: casting metal to ingot molds or to molds of continuous casting plants. SUBSTANCE: ladle has on its bottom protrusions which at least partially are arranged radially relative to casting hole of ladle. Height of protrusions consists 0.10-0.32 of ladle height. At final stage of casting, volume of metal and slag remained in ladle is divided by means of protrusions by separate sections. Solidified crust may be easily removed from ladle. Height of protrusions is optimal for making divided crust. EFFECT: improved design. 5 dwg

Description

Изобретение относится к черной и цветной металлургии и может быть использовано при разливке металла в изложницы, либо в кристаллизаторы машин непрерывного или полунепрерывного литья. The invention relates to ferrous and non-ferrous metallurgy and can be used for casting metal into molds, or into molds of continuous or semi-continuous casting machines.

Известен ряд конструкций ковшей для транспортировки жидкого металла от печей на участки разливки и осуществления самого процесса разливки, см.,например, Аридов Ф.Н., Бейнфест Б.Я. и др. Современные конструкции сталеразливочных ковшей в СССР и за рубежом. Москва, НИИИНФОРМТЯЖМАШ, 1971, 69 с. A number of ladle designs are known for transporting molten metal from furnaces to casting sites and for the casting process itself, see, for example, Aridov F.N., Beinfest B.Ya. and others. Modern designs of steel-pouring ladles in the USSR and abroad. Moscow, NIIINFORMTYAZHMASH, 1971, 69 p.

Известен ковш, см. авторское свидетельство СССР N 1563840, МКИ B 22 D 11/10, в котором в днище имеется выступ кольцевой формы, выступающий над поверхностью днища на 0,07-0,09 его высоты, при этом в выступе расположена кольцевая газопроницаемая вставка. Недостатком устройства является низкая стойкость кольцевого выступа и то, что он препятствует полному сливу металла из ковша. A bucket is known, see USSR author's certificate N 1563840, MKI B 22 D 11/10, in which the bottom has a ring-shaped protrusion protruding above the bottom surface by 0.07-0.09 of its height, while the ring is gas-permeable in the protrusion insert. The disadvantage of this device is the low resistance of the annular protrusion and the fact that it prevents the complete discharge of metal from the bucket.

Ближайшим аналогом заявляемого устройства как по технической сущности, так и по достигаемому результату является устройство по патенту США N 5196051 МКИ B 22 D 41/02 от 1993 г. Устройство представляет собой ковш, на днище которого выполнены выступы, по крайней мере часть из которых расположена радиально к разливочным отверстиям. Это обеспечивает более хорошую связь остатков жидкого металла в конце процесса разливки с различными отверстиями. The closest analogue of the claimed device both in technical essence and in the achieved result is the device according to US patent N 5196051 MKI B 22 D 41/02 of 1993. The device is a bucket, on the bottom of which there are protrusions, at least some of which are located radially to the filling holes. This provides a better connection of the residual liquid metal at the end of the casting process with various holes.

Высота выступов равна 2% от среднего диаметра ковша. The height of the protrusions is 2% of the average diameter of the bucket.

Недостатком известного устройства является то, что указанные в нем выступы не обеспечивают разделение на отдельные части настыля, остающегося в ковше очень часто в случаях, когда в ковше остается некоторая часть жидкого металла и затвердевает в нем. Иногда этот настыль состоит частично из металла, а частично из шлака. Удаление настыля из ковша и его разделение на отдельные части, такие, которые можно было бы поместить в печь для переплавки, является очень трудной задачей. Кислородная резка настылей большой толщины, к тому же содержащих поры и шлаковые включения, является затруднительной, а разбивать ударами тоже связано с большими затратами. A disadvantage of the known device is that the protrusions indicated therein do not provide separation into separate parts of the sheet that remains in the bucket very often in cases where some of the liquid metal remains in the bucket and hardens in it. Sometimes this overlay consists partly of metal and partly of slag. Removing the infusion from the bucket and dividing it into separate parts, such as could be placed in a smelter, is a very difficult task. Oxygen cutting of thick layers, which also contain pores and slag inclusions, is difficult, and breaking with blows is also associated with high costs.

Задачей изобретения является обеспечение возможности легко осуществлять разделку настыля после его удаления из ковша, а также уменьшить потери металла, оставшегося в ковше. The objective of the invention is to provide the ability to easily carry out the cutting of the spread after removing it from the bucket, and also to reduce the loss of metal remaining in the bucket.

Указанная задача решается за счет того, что высота выступов, выполненных на днище ковша и расположенных, по крайней мере частично радиально к разливочным отверстиям, составляет 0,10 - 0,32 высоты ковша. This problem is solved due to the fact that the height of the protrusions made on the bottom of the bucket and located, at least partially radially to the pouring holes, is 0.10 - 0.32 of the height of the bucket.

Общими признаками данного технического решения и прототипа является наличие на днище ковша выступов, расположенных, по крайней мере частично, радиально по отношению к разливочным отверстиям. Common features of this technical solution and prototype is the presence on the bottom of the bucket of the protrusions located, at least partially, radially with respect to the casting holes.

Отличительным признаком является то, что выступы выполнены высотой, равной 0,10 - 0,32 высоты ковша. A distinctive feature is that the protrusions are made with a height equal to 0.10 - 0.32 of the height of the bucket.

Указанный отличительный признак не следует непосредственно из современного уровня техники и соответствует уровню изобретения, поскольку обеспечивает разделение настыля на отдельные заготовки, которые легко затем отделять ударами или кислородной резкой. The specified distinguishing feature does not follow directly from the current state of the art and corresponds to the level of the invention, since it ensures the separation of the spreading into individual blanks, which are then easily separated by blows or oxygen cutting.

Между отличительными признаками изобретения и достигаемым техническим результатом - существенным облегчением возможности разделки настыля, имеется причинно- следственная связь. Нарушение указанных пределов высоты выступов приводит либо к тому, что эта высота меньше высоты настыля и разделение настыля на отдельные заготовки не обеспечивается; либо к значительному и бесполезному увеличению стоимости ковша. There is a causal relationship between the distinguishing features of the invention and the technical result achieved — a significant relief in the possibility of cutting the infusion. Violation of the specified limits of the height of the protrusions leads either to the fact that this height is less than the height of the nastya and separation of the nastya into separate blanks is not provided; or a significant and useless increase in the cost of the bucket.

Устройство иллюстрируется фиг. 1-5, при этом на фиг. 1 показан общий вид ковша, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3 - разрез по А-А (фиг.2). На фиг. 4 показана конфигурация настыля, оставшегося после разливки плавки, на фиг. 5 - вид сверху для ковша с двумя разливочными отверстиями. The device is illustrated in FIG. 1-5, wherein in FIG. 1 shows a general view of the bucket; FIG. 2 is a plan view of FIG. 3 is a section along aa (figure 2). In FIG. 4 shows the configuration of the slab remaining after casting the melt, in FIG. 5 is a plan view of a bucket with two casting holes.

Корпус ковша 1 покрыт изнутри огнеупорной футеровкой 2. В плитах 3 запрессованы цапфы 4. Внутри ковша расположена плавка 5. Шиберное устройство 6 обеспечивает выпуск плавки через разливочное отверстие 7. На днище ковша, радиально по отношению к разливочному отверстию расположены выступы 8. Образующийся в конце разливки настыль 9 формируется в полости между указанными выступами. В некоторых ковшах в днище может быть выполнено дополнительное разливочное отверстие 10. Высота выступов составляет 0,10 - 0,32 высоты ковша. The bucket body 1 is internally coated with a refractory lining 2. Axles 4 are pressed into the plates 3. Inside the bucket there is a melt 5. The slide device 6 provides the outlet of the melt through the pouring hole 7. On the bottom of the bucket there are protrusions 8 radially with respect to the pouring hole. casting nastyl 9 is formed in the cavity between these protrusions. In some buckets, an additional filling hole 10 may be made in the bottom 10. The height of the protrusions is 0.10 - 0.32 of the height of the bucket.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В ковш, установленный на стенде (или удерживаемый краном), заливают плавку жидкого металла. Корпус 1 футеруют огнеупорным слоем 2, который перед разливкой нагревают, например, горелками. В плитах 3 имеются цапфы 4, за которые ковш поднимают крюками, транспортируют с плавкой 5 на участок разливки, где шиберным устройством 6 открывают отверстие 7 для выпуска жидкого металла и осуществляют разливку плавки в изложницы, либо в кристаллизаторы машин непрерывного литья металлов (или полунепрерывного литья). В объеме плавки 5 находится жидкий металл с мениском соответственно плоскости С, фиг. 1, а над ней - жидкий шлак, ограниченный плоскостью B. Шлак попадает при разливке в ковш из печи, а иногда специально подается в ковш для обработки жидкого металла. In the bucket mounted on the stand (or held by a crane), pour liquid metal melting. The housing 1 is lined with a refractory layer 2, which is heated, for example, by burners before casting. In the plates 3 there are pins 4, for which the ladle is lifted by hooks, transported with melting 5 to the casting section, where a hole 7 for opening liquid metal is opened with a sliding device 6 and casting is carried out in molds, or in molds of continuous metal casting machines (or semi-continuous casting) ) In the melting volume 5 is liquid metal with a meniscus, respectively, of plane C, FIG. 1, and above it - liquid slag bounded by plane B. Slag gets into the ladle from the furnace during casting, and sometimes it is specially fed into the ladle for processing liquid metal.

По мере разливки металла уровень шлака и металла понижается и плоскости B и C опускаются, приближаясь к плоскости EF, проходящей через верхние торцы поверхности выступов 8. Когда уровень плоскости B опустится ниже уровня EF (высотой H), то объем металла и шлака в ковше окажется разделенным на отдельные секции. В начале разливки можно защитить футеровку (в том числе и на поверхности выступов) от воздействия падающей струи металла (при его заливке в ковш). As the metal is cast, the level of slag and metal decreases and the planes B and C fall, approaching the plane EF passing through the upper ends of the surface of the projections 8. When the level of plane B drops below the level EF (height H), the volume of metal and slag in the ladle will be divided into separate sections. At the beginning of casting, it is possible to protect the lining (including on the surface of the protrusions) from the effects of a falling stream of metal (when pouring it into the bucket).

Можно в данной конструкции использовать изоляционные плиты, укладываемые на дно ковша (на ребра), в местах возможного падения струи металла для защиты футеровки от динамического воздействия струи (см. патент Польской Республики N 150515, МКИ C 04 B 35/68, B 22 D 7/06, 1990 г.). It is possible to use insulating boards placed on the bottom of the bucket (on the ribs) in this design in places where a metal jet may fall to protect the lining from the dynamic effects of the jet (see Polish Patent No. 150515, MKI C 04 B 35/68, B 22 D 7/06, 1990).

В конце разливки отверстие 7 закрывают шибером и в ковше остается некоторый объем шлака 9, иногда с остатками металла, затвердевшего на днище ковша. Ковш можно использовать для машин непрерывного литья как в качестве основного, так и в качестве промежуточного ковша. At the end of the casting, the opening 7 is closed with a gate and a certain volume of slag 9 remains in the ladle, sometimes with the remnants of the metal solidified on the bottom of the ladle. The bucket can be used for continuous casting machines as both the main and the intermediate bucket.

Разумеется, можно выполнить ковш не с шиберным устройством, а со стопорами для перекрытия и открывания отверстий 7. Of course, it is possible to make a bucket not with a sliding device, but with stoppers for closing and opening the holes 7.

Приведенный на фиг. 1, 2 пример не исчерпывает всех возможностей и вариантов исполнения конструкции. Referring to FIG. 1, 2 example does not exhaust all the possibilities and design options.

Можно выполнить днище ковша с уклоном по отношению к отверстию для выпуска металла (например, так как предусмотрено в патенте Японии N 63-42541 (56-4350, МКИ B 22 D, 11/10, 41/08, 1988), для улучшения стекания металла и шлака. You can make the bottom of the bucket with a slope relative to the hole for the release of metal (for example, as provided in Japanese patent N 63-42541 (56-4350, MKI B 22 D, 11/10, 41/08, 1988), to improve runoff metal and slag.

Шлак в ряде случаев сливают в специальную емкость. Очень часто значительная часть шлака остается в ковше и совместно с остатками металла затвердевает в виде так называемого настыля 9 и имеет форму нижней части ковша. В данной конструкции "настыль" имеет форму, показанную на фиг. 3, 4, - он состоит из отдельных стержней трапецеидального сечения, формируемых между выступами 8. Размеры сечения соответствуют величине b = 100-300 мм, а угол наклона трапеции к вертикальной плоскости 15-30^o. Обычно в ковше объем шлака составляет 0,08 - 0,18 объема полости ковша и с некоторым запасом надо принять объем той части ковша, в которой формируется "настыль", равной 0,10 - 0,20 объема ковша. Часть объема займут сами выступы 9, которые можно изготовлять шириной (по плоскости EF), равной (в наибольшем сечении - у стенок ковша) (0,3 - 0,5)b, поэтому величину H, определяющую объем той части ковша, в которой формируется настыль 9, надо увеличить в 1,3 - 1,5 раза, приняв при полной высоте ковша h (и заполнении его металлом до расстояния 300-40 мм от верхнего торца), H = (0,10 - 0,32)h, т.е. величина высоты выступов на днище ковша должна составлять до 0,10 - 0,32 его полной высоты. Это обосновывает оптимальность предложенного интервала, поскольку при H < 0,10h высота настыля будет больше высоты выступов и возникнут трудности при разделке настыля 9. Если же выполнить H > 0,32 h, то возникнут сложности изготовления выступов без какого-либо выигрыша в облегчении разделения настыля на отдельные части. Вариант конструкции, приведенный на фиг. 1-3, не является единственно возможным, т. к. допустимо приварить к днищу стальные листы в радиальном относительно отверстия 7 направлении, а потом футеровать эти листы (на фиг. 3 показаны в разрезе выступы 8, образованные только из огнеупорных кирпичей без стального каркаса).In some cases, slag is poured into a special container. Very often, a significant part of the slag remains in the bucket and, together with the metal residues, hardens in the form of the so-called crust 9 and has the shape of the lower part of the bucket. In this design, “overlay” has the form shown in FIG. 3, 4, - it consists of individual rods of a trapezoidal section formed between the protrusions 8. The dimensions of the section correspond to a value of b = 100-300 mm, and the angle of inclination of the trapezoid to the vertical plane is 15-30 ^o . Typically, the volume of slag in the bucket is 0.08 - 0.18 of the volume of the bucket cavity, and with some reserve it is necessary to take the volume of that part of the bucket in which the "crust" is formed, equal to 0.10 - 0.20 of the volume of the bucket. Part of the volume will be occupied by the projections 9 themselves, which can be made with a width (along the EF plane) equal to (in the largest section, near the walls of the bucket) (0.3 - 0.5) b, therefore, the value of H, which determines the volume of that part of the bucket in which the overlay 9 is formed, it is necessary to increase 1.3 - 1.5 times, assuming at full bucket height h (and filling it with metal to a distance of 300-40 mm from the upper end), H = (0.10 - 0.32) h , i.e. the height of the protrusions on the bottom of the bucket should be up to 0.10 - 0.32 of its full height. This justifies the optimality of the proposed interval, since for H <0.10h the height of the spread will be greater than the height of the protrusions and there will be difficulties in cutting the spread of 9. If H> 0.32 h, then there will be difficulties in manufacturing the protrusions without any gain in facilitating separation insistence on separate parts. The embodiment shown in FIG. 1-3, is not the only possible one, since it is permissible to weld steel sheets to the bottom in a radial direction relative to the hole 7, and then lining these sheets (Fig. 3 shows in section a protrusion 8 formed only of refractory bricks without a steel frame )

Здесь возможно применение различных вариантов конструкции ковша. На фиг. 4 показан ковш с двумя отверстиями для выпуска металла 7 и 10. Здесь для обеспечения возможности стекания металла и шлака к обоим этим отверстиям три выступа 8 расположены радиально по отношению к отверстию 7, три радиально по отношению отверстия 10, а 6 выступов перпендикулярно плоскости MN, проходящей через оси отверстий 7 и 10. Это обеспечивает форму настыля аналогичную показанному на фиг. 9, но с двумя цилиндрическими участками, соединенными призматическим участком, вдоль MN (фиг. 5) и боковыми отростками. Here you can use various design options for the bucket. In FIG. 4 shows a bucket with two holes for the release of metal 7 and 10. Here, to enable the metal and slag to drain to both of these holes, three projections 8 are located radially with respect to the hole 7, three radially with respect to the hole 10, and 6 projections are perpendicular to the plane MN passing through the axis of the holes 7 and 10. This provides a shape of the sheath similar to that shown in FIG. 9, but with two cylindrical sections connected by a prismatic section along MN (Fig. 5) and lateral processes.

В ковшах известных конструкций настыль (слиток, состоящий из шлака и частиц металла) имеет форму монолита. Его легко разбить, если металлической примеси мало, но металла в шлаке много (т.е. он как бы армирован металлом), то разбить настыль очень трудно. In ladles of known designs, the overlay (an ingot consisting of slag and metal particles) has the form of a monolith. It is easy to break it, if there is little metal impurity, but there is a lot of metal in the slag (i.e., it is as if reinforced with metal), then breaking the crust is very difficult.

Газокислородную резку настылей можно осуществить, если в них много стали (углеродистой). Если же стали в шлаке мало (или она есть, но нержавеющая с хромом и никелем), то газокислородная резка очень затруднительна, особенно если в металле и шлаке имеются поры. Разделка настылей является очень трудно решаемой проблемой и вблизи некоторых металлургических заводов скапливается большое количество настылей. Oxy-fuel cutting of nastily can be done if they have a lot of steel (carbon). If there is little steel in the slag (or it is, but stainless with chrome and nickel), then oxy-fuel cutting is very difficult, especially if there are pores in the metal and slag. Cutting the plaques is a very difficult problem to solve and a large number of plaques accumulate near some metallurgical plants.

Предлагаемое устройство обеспечивает получение такой формы настылей, при которой они образованы из участков малого сечения (фиг. 4) и их легко разделить, например, ударом либо газокислородной резкой (разделить сечения размерами 100 х 300 х 100 х 300 мм намного легче, чем, например, 200 х 300 мм, во втором случае площадь 6 • 10⁵ мм², а в первом случае до 9 • 10⁴, т.е. почти в 7 раз меньше). Таким образом, за счет некоторого усложнения процесса изготовления ковша для разливки металла обеспечивается не только разливка плавки, но и формирование остатков металла и шлака, затвердевших в ковше, в форме слитка сечения, удобного для разделки и дальнейшего использования (дробления, гранулирования, переплава и т.д.). Поэтому данное устройство может найти широкое применение на заводах черной и цветной металлургии, как в основных ковшах, так и в промежуточных, а также в ковшах, используемых в качестве аварийных емкостей.The proposed device provides a form of accretion in which they are formed from sections of small cross-section (Fig. 4) and can be easily separated, for example, by blow or gas-oxygen cutting (it is much easier to separate sections with dimensions of 100 x 300 x 100 x 300 mm than, for example , 200 x 300 mm, in the second case the area is 6 • 10 ⁵ mm ² , and in the first case it is up to 9 • 10 ⁴ , that is, almost 7 times smaller). Thus, due to some complication of the manufacturing process of the ladle for casting metal, not only casting is ensured, but also the formation of metal and slag residues that have solidified in the ladle in the form of an ingot section suitable for cutting and further use (crushing, granulation, remelting, etc.) .d.). Therefore, this device can be widely used in ferrous and non-ferrous metallurgy factories, both in the main and intermediate buckets, as well as in buckets used as emergency tanks.

Claims

A ladle for casting metals, comprising a housing with a lining and casting holes in the bottom, on which protrusions are made, at least some of which are located radially to the casting holes, characterized in that the height of the protrusions is 0.10 - 0.32 ladle heights.