RU2391179C2

RU2391179C2 - Method of metal stream protection during teeming

Info

Publication number: RU2391179C2
Application number: RU2008135798/02A
Authority: RU
Inventors: Алексей Сергеевич Дегай (RU); Алексей Сергеевич Дегай; Михаил Васильевич Зуев (RU); Михаил Васильевич Зуев; Владимир Дмитриевич Осетров (RU); Владимир Дмитриевич Осетров; Евгений Геннадьевич Житлухин (RU); Евгений Геннадьевич Житлухин; Сергей Иванович Турчин (RU); Сергей Иванович Турчин; Анатолий Леонтьевич Засухин (RU); Анатолий Леонтьевич Засухин; Александр Владимирович Мурзин (RU); Александр Владимирович Мурзин; Сергей Леонидович Путилов (RU); Сергей Леонидович Путилов; Владимир Георгиевич Лисиенко (RU); Владимир Георгиевич Лисиенко
Original assignee: Открытое акционерное общество "Северский трубный завод"
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-06-10
Also published as: RU2008135798A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention can be applied in metal teeming with steel teeming ladle to intermediate ladle during continuous steel casting. Method involves protective gas feed under pressure of 0.4-0.6 MPa around metal stream. Protective gas jet is subjected to acoustic vibration at 100-4000 Hz frequency, which results in acceleration of protective gas diffusion into metal. Protective gas consumption comprises 100-10 l/minute.

EFFECT: secondary oxidation process is prevented, and therefore metal quality is improved.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при разливке металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш при непрерывной разливке стали.The invention relates to the field of metallurgy and can be used when casting metal from a steel pouring ladle into an intermediate ladle during continuous casting of steel.

Известны способы защиты струи металла от окисления при разливке из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш.Known methods for protecting a metal jet from oxidation during casting from a steel pouring ladle into an intermediate ladle.

Наиболее близким к предлагаемому является способ защиты струи металла с использованием защитной трубы с соплами и подачей через них инертного газа на поверхность струи металла (Кащеев И.Д. Свойства и применение огнеупоров. Справочное издание. М.: Теплотехник, 2004 г., стр.273-325).Closest to the proposed one is a method of protecting a metal jet using a protective tube with nozzles and supplying inert gas through them to the surface of the metal jet (Kashcheev I.D. Properties and use of refractories. Reference publication. M .: Teplotehnik, 2004, p. 273-325).

Однако при этом способе не устраняется пограничный слой окислителя на поверхности струи разливаемого металла, что препятствует диффузии защитного газа к поверхности металла и не обеспечивает полноту защиты от окисления металла и препятствует активному взаимодействию инертного газа с металлом в струе.However, with this method, the boundary layer of the oxidizing agent on the surface of the jet of the cast metal is not eliminated, which prevents the diffusion of the protective gas to the surface of the metal and does not provide complete protection against metal oxidation and prevents the inert gas from actively interacting with the metal in the stream.

Технической задачей предлагаемого изобретения является предотвращение вторичного окисления металла в струе и улучшение его качества за счет снижения массовой доли оксидных включений в разливаемом металле и более равномерного их распределения по толщине заготовки.The technical task of the invention is to prevent secondary oxidation of the metal in the stream and improve its quality by reducing the mass fraction of oxide inclusions in the cast metal and more uniform distribution over the thickness of the workpiece.

Технический результат достигается тем, что в способе защиты струи металла при разливке, включающем подачу защитного газа через сопла, установленные по периметру верхней части защитной трубы, подачу осуществляют с давлением 0,4-0,6 МПа, с расходом 100-10 л/мин. При этом на струи защитного газа осуществляется наложение акустических колебаний с частотой 100-4000 Гц посредством акустического газового излучателя.The technical result is achieved by the fact that in the method of protecting a metal stream during casting, which includes the supply of protective gas through nozzles installed along the perimeter of the upper part of the protective pipe, the flow is carried out with a pressure of 0.4-0.6 MPa, with a flow rate of 100-10 l / min . At the same time, acoustic waves are superimposed on the shielding gas jet with a frequency of 100-4000 Hz by means of an acoustic gas emitter.

В заявленном способе защитный газ подается под давлением 0,4-0,6 МПа. Это тот диапазон давления, при котором осуществляются требуемые расходы защитного газа с требуемыми (диапазонами) частотами.In the inventive method, the protective gas is supplied at a pressure of 0.4-0.6 MPa. This is the pressure range at which the required shielding gas flows are made with the required (ranges) frequencies.

По мере разрушения огнеупорного материала или заметаллевания защитной трубы разливаемым металлом по ходу серии разливки (8-10 ковшей) возможность подсоса атмосферного воздуха к струе металла увеличивается (или уменьшается), что требует нейтрализации этого подсоса за счет уменьшения (или увеличения) защитного газа. В данном способе предусмотрен расход защитного газа в широком диапазоне от 100 до 10 л/мин.As the refractory material is destroyed or the protective pipe becomes noticeable by the cast metal during the casting series (8-10 ladles), the possibility of suction of atmospheric air to the metal stream increases (or decreases), which requires the neutralization of this suction by reducing (or increasing) the protective gas. This method provides for the consumption of protective gas in a wide range from 100 to 10 l / min.

Заявленный диапазон расхода газа 100-10 может быть использован в одном цикле разливки, т.е. разливку начинают с расхода защитного газа со 100 л/мин. Во время серии разливки из-за изменения, например, состояния огнеупоров, заметалливания защитной трубы начинается барботирование металла в промковше. Это приводит к вторичному окислению металла, что не допустимо. Поэтому в первую очередь начинают сбавлять расход защитного газа, но не менее 10 л/мин.The claimed gas flow range of 100-10 can be used in one casting cycle, i.e. pouring begins with the flow of protective gas from 100 l / min. During a series of casting, due to a change, for example, the condition of the refractory materials, the protective pipe is obscured, bubbling of the metal in the bucket begins. This leads to secondary oxidation of the metal, which is not permissible. Therefore, in the first place, they begin to reduce the flow of protective gas, but not less than 10 l / min.

Если расход защитного газа ниже 10 л/мин, то не обеспечивается защита струи металла от проникновения атмосферного воздуха. Если расход защитного газа больше 100 л/мин, то получается барботаж металла около защитной трубы, погруженной в металл, что приводит к вторичному окислению из-за нарушения защитного слоя.If the shielding gas flow rate is below 10 l / min, then the metal stream is not protected from the penetration of atmospheric air. If the shielding gas flow rate is more than 100 l / min, then sparging of the metal occurs near the shielding pipe immersed in the metal, which leads to secondary oxidation due to violation of the protective layer.

В предлагаемом способе на струи защитного газа осуществляют наложение акустических колебаний с частотой 100-4000 Гц посредством акустического газового излучателя.In the proposed method, over the shielding gas jets, acoustic vibrations are superimposed with a frequency of 100-4000 Hz by means of an acoustic gas emitter.

Наличие акустических колебаний в струях защитного газа приводит при их направлении на поверхность струи разливаемого металла к разрушению пограничного слоя окислительного газа вблизи поверхности металла и, как следствие, к ускоренной диффузии защитного газа и обеспечению его непосредственного контакта со струей металла.The presence of acoustic vibrations in the shielding gas jets leads to the destruction of the boundary layer of the oxidizing gas near the metal surface and, as a consequence, to accelerated diffusion of the shielding gas and its direct contact with the metal jet when they are directed to the surface of the jet of the cast metal.

Если частота звуковых колебаний ниже 100 Гц, то значительно увеличиваются габариты газового излучателя, что в условиях производственного процесса не возможно. Если частота выше 4000 Гц, то частота звуковых колебаний в определенных условиях вредна для здоровья обслуживающего персонала.If the frequency of sound vibrations is below 100 Hz, the dimensions of the gas emitter increase significantly, which is not possible under the conditions of the production process. If the frequency is above 4000 Hz, then the frequency of sound vibrations in certain conditions is harmful to the health of staff.

Рабочим газом акустического газового излучателя является сам защитный газ.The working gas of the acoustic gas emitter is the shielding gas itself.

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.The drawing shows a device that implements the proposed method.

Оно содержит: 1 - стальковш, 2 - шиберный затвор, 3 - защитную трубу, 4 - акустический излучатель, 5 - промежуточный ковш, 6 - кристаллизатор, 7 - запорное устройство, 8 - погружные стаканы, 9 - аргонопровод.It contains: 1 - steel ladle, 2 - slide gate, 3 - protective tube, 4 - acoustic emitter, 5 - intermediate bucket, 6 - mold, 7 - locking device, 8 - immersion glasses, 9 - argon pipe.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Стальковш (1) с металлом устанавливается в позицию разливки на машине непрерывного литья заготовки, под него ставится промежуточный ковш (промковш) (5). Защитная труба (3) заводится в промковш (5) и устанавливается под шиберным затвором (2) стальковша (1). К защитной трубе (3) присоединяется акустический излучатель (4) с аргонопроводом (9) и запорным устройством (7). После подсоединения акустического излучателя (4) запорное устройство (7) подачи аргона открывается и устанавливается расход 100 л/мин. Шиберный затвор (2) стальковша (1) открывается. Металл заполняет промковш (5), проходя через защитную трубу (3). Уровень металла поддерживается постоянным автоматически. Аргон давлением 4-6 атм (0,4-0,6 МПа) и установленным расходом 100 л/мин поступает в акустический излучатель (4), где на струи защитного газа осуществляется наложение акустических колебаний с частотой 100-4000 Гц. Затем газ с частотой 100-4000 Гц поступает в защитную трубу (3) и через щели-сопла, расположенные по периметру верхней части защитной трубы (3), выходит наружу, образуя равномерный защитный поток аргона вокруг струи металла, вытекающей из стальковша (1), препятствуя его окислению. Из промковша (5), в котором поддерживается определенный уровень металла, металл через погружные стаканы(8) поступает в кристаллизатор (6).A steel ladle (1) with metal is installed in the casting position on a continuous casting machine, an intermediate ladle (bucket) is placed under it (5). The protective tube (3) is inserted into the bucket (5) and installed under the slide gate (2) of the steel bucket (1). An acoustic emitter (4) with an argon conduit (9) and a locking device (7) are connected to the protective pipe (3). After connecting the acoustic emitter (4), the shut-off device (7) for supplying argon opens and a flow rate of 100 l / min is set. The slide gate (2) of the steel bucket (1) opens. Metal fills the bucket (5), passing through a protective tube (3). The metal level is kept constant automatically. Argon with a pressure of 4-6 atm (0.4-0.6 MPa) and a set flow rate of 100 l / min enters the acoustic emitter (4), where acoustic vibrations are applied to the shielding gas jets with a frequency of 100-4000 Hz. Then the gas with a frequency of 100-4000 Hz enters the protective tube (3) and through the nozzle slots located along the perimeter of the upper part of the protective pipe (3), it comes out, forming a uniform protective argon flow around the stream of metal flowing from the steel ladle (1) , preventing its oxidation. From the bucket (5), in which a certain level of metal is maintained, the metal through the immersion glasses (8) enters the mold (6).

Использование предложенного способа позволяет повысить качество металла.Using the proposed method can improve the quality of the metal.

Claims

A method of protecting a metal stream during casting, comprising supplying a protective gas through nozzles installed along the perimeter of the upper part of the protective pipe, characterized in that the protective gas is supplied with a pressure of 0.4-0.6 MPa and a flow rate of 100-10 l / min, at the same time, acoustic waves are superimposed on a stream of protective gas with a frequency of 100-4000 Hz by means of an acoustic gas emitter.