RU2481174C1

RU2481174C1 - Pony ladle

Info

Publication number: RU2481174C1
Application number: RU2012101664/02A
Authority: RU
Inventors: Эдуард Евгеньевич Сон; Георгий Анатольевич Филиппов; Александр Семенович Тюфтяев; Магомед-Эмин Хасаевич Исакаев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "АГНИ-К"
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2013-05-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy. Pony ladle is furnished with heat-resistant baffle with channel for plasma generator to be arranged therein and melt bottom outlet. Said bottom melt outlet is communicated with said channel, central chamber accommodating melt feed pipeline and chamber that houses teeming nozzle.

EFFECT: higher process efficiency and metal purity.

2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металла на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) с плазменным подогревом металла в промежуточном ковше.The invention relates to metallurgy, and more particularly to continuous casting of metal on continuous casting machines (CCM) with plasma heating of metal in an intermediate ladle.

Известно устройство (US 2004/00074880 A1, B23K 9/00, 22.04.2004) для плазменного подогрева металла в промежуточном ковше, в котором подогрев стали производится дугой, зажигаемой между двумя электродами генератора низкотемпературной плазмы через жидкую сталь (жидкая сталь выполняет функции промежуточного электрода).A device is known (US 2004/00074880 A1, B23K 9/00, 04/22/2004) for plasma heating of metal in an intermediate ladle, in which the steel is heated by an arc ignited between two electrodes of a low-temperature plasma generator through liquid steel (liquid steel acts as an intermediate electrode )

Подогрев стали в известном устройстве приводит к положительному результату, поддерживая температуру в некотором интервале.Heating steel in a known device leads to a positive result, maintaining the temperature in a certain range.

Однако данное устройство имеет существенный недостаток из-за того, что дуга между электродами в первую очередь горит через шлаковое покрытие, которое сильно разогревается из-за его большого электросопротивления, т.е. значительное тепловыделение имеет место в шлаке, что уменьшает эффективность процесса.However, this device has a significant drawback due to the fact that the arc between the electrodes primarily burns through the slag coating, which is very hot due to its high electrical resistance, i.e. significant heat release takes place in the slag, which reduces the efficiency of the process.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство (US 6110416, C21B 7/00, 29.08.2000), в котором выполнены камеры для плазменного нагрева стали, размещенные в теплоизолированном корпусе, одна из которых может быть выполнена центральной и в которой установлен трубопровод для подачи расплавленного металла. Центральная камера соединена с одной или несколькими камерами, в каждой из которых установлен разливочный стакан.The closest in technical essence and the achieved effect is a device (US 6110416, C21B 7/00, 08/29/2000), in which chambers for plasma heating of steel are placed in a heat-insulated casing, one of which can be made central and in which the pipeline is installed for supplying molten metal. The central chamber is connected to one or more chambers, in each of which a pouring cup is installed.

Наличие камеры, в которую поступает жидкая сталь из отверстия, расположенного ниже уровня шлакового покрытия, позволяет существенно уменьшить шлаковое покрытие в области горения электрической дуги и, соответственно, увеличить эффективность процесса плазменного нагрева стали.The presence of a chamber into which liquid steel enters from an opening located below the level of the slag coating allows one to significantly reduce the slag coating in the area of electric arc burning and, accordingly, increase the efficiency of the plasma heating of steel.

Недостатком указанного устройства является необходимость использования подовых электродов, что усложняет конструкцию промежуточного ковша и уменьшает надежность его работы. Хотя, по сравнению с аналогом (1), эффективность процесса повышается, но она все еще находится на низком уровне. Потери тепла на излучение в стволе дуги велики, а излучение, в основном, нагревает стенки камеры, что сказывается на ресурсе жаропрочного покрытия камеры.The disadvantage of this device is the need to use hearth electrodes, which complicates the design of the intermediate bucket and reduces the reliability of its operation. Although, in comparison with the analogue (1), the efficiency of the process increases, but it is still at a low level. Heat losses due to radiation in the arc barrel are large, and radiation mainly heats the chamber walls, which affects the resource of the heat-resistant coating of the chamber.

Задачей изобретения является повышение надежности и эффективности процесса плазменного подогрева металла.The objective of the invention is to increase the reliability and efficiency of the process of plasma heating of metal.

Это достигается тем, что в отличие от известного устройства описываемый ковш снабжен одной или несколькими жаропрочными перегородками, каждая из которых выполнена с каналом для установки плазмотрона и с придонным отверстием для прохода расплавленного металла. Каждая из упомянутых камер образована стенками корпуса и одной из наружных стенок соответствующей жаропрочной перегородки. Придонное отверстие каждой перегородки соединено с упомянутым каналом, полостью центральной камеры и полостью камеры с разливочным стаканом, прилегающей к упомянутой перегородке.This is achieved by the fact that, in contrast to the known device, the described ladle is equipped with one or more heat-resistant partitions, each of which is made with a channel for installing a plasma torch and with a bottom hole for the passage of molten metal. Each of these chambers is formed by the walls of the housing and one of the outer walls of the corresponding heat-resistant partition. The bottom hole of each partition is connected to the said channel, the cavity of the Central chamber and the cavity of the chamber with a casting glass adjacent to the said partition.

На фиг.1 показана часть промежуточного ковша для непрерывной разливки металла. На фиг.2 показана жаропрочная перегородка с придонным отверстием.Figure 1 shows a portion of the tundish for continuous casting of metal. Figure 2 shows a heat-resistant partition with a bottom hole.

Промежуточный ковш для непрерывной разливки металлов с плазменным подогревом содержит теплоизолированный корпус 1 с центральной камерой 2, в которой установлен центральный трубопровод 3 для подачи расплавленного металла. Кроме центральной камеры 2 имеется одна или несколько камер 4, в каждой из которых установлен разливочный стакан 5. В корпусе 1 ковша установлены одна или несколько жаропрочных перегородок 6. Каждая перегородка 6 выполнена с вертикальным каналом 7 для установки плазмотрона 8. Каждая перегородка 6 выполнена с придонным отверстием 9, которое соединено с полостью канала 7, полостью центральной камеры 2 и полостью камеры 4. Плоскость выходного сечения плазмотрона 8 совпадает с верхней кромкой 10 отверстия 9 в перегородке 6.An intermediate ladle for continuous casting of metals with plasma heating comprises a thermally insulated body 1 with a central chamber 2, in which a central pipe 3 for supplying molten metal is installed. In addition to the central chamber 2, there is one or several chambers 4, in each of which a pouring nozzle 5 is installed. One or more heat-resistant partitions 6 are installed in the bucket body 1. Each partition 6 is made with a vertical channel 7 for installing a plasma torch 8. Each partition 6 is made with a bottom hole 9, which is connected to the cavity of the channel 7, the cavity of the Central chamber 2 and the cavity of the chamber 4. The plane of the output section of the plasma torch 8 coincides with the upper edge 10 of the hole 9 in the partition 6.

Устройство работает следующим образом. После предварительного прогрева элементов конструкции ковша и перед началом разливки металла по центральному трубопроводу 3 запускают плазмотрон с номинальным расходом рабочего газа при мощности дуги, составляющей 20% от номинальной мощности дуги. В дальнейшем расход рабочего газа поддерживается постоянным. После достижения необходимого для разливки металла уровня в ковше увеличивают мощность дуги до номинального уровня. В дальнейшем с помощью программы ЭВМ поддерживается необходимый уровень мощности дуги для обеспечения оптимальных условий разливки путем непрерыного изменения температуры жидкого металла.The device operates as follows. After preliminary heating of the bucket structural elements and before the start of metal casting through the central pipe 3, a plasmatron is launched with a nominal flow rate of the working gas at an arc power of 20% of the nominal arc power. In the future, the flow of working gas is maintained constant. After reaching the level necessary for casting metal in the ladle, the arc power is increased to a nominal level. Subsequently, using the computer program, the necessary level of arc power is maintained to ensure optimal casting conditions by continuously changing the temperature of the liquid metal.

Описанная конструкция ковша позволяет также полностью опорожнять промежуточный ковш за счет придонного отверстия 9, которое соединено с полостями камер 2 и 4 и полостью канала 7, а также интенсивно перемешивать расплавленный металл.The described design of the bucket also allows you to completely empty the intermediate bucket due to the bottom hole 9, which is connected to the cavities of the chambers 2 and 4 and the cavity of the channel 7, as well as to intensively mix the molten metal.

Нагрев стали и наличие горячего рабочего газа в нижней части ковша имеют существенные преимущества:Steel heating and the presence of hot working gas in the lower part of the bucket have significant advantages:

при этом не только повышается эффективность нагрева стали, но и возникает конвекция в металле, которая к тому же вместе с пузырьками всплывающего рабочего газа обеспечивают чистоту металла от неметаллических включений.this not only increases the heating efficiency of steel, but also convection occurs in the metal, which, together with the bubbles of the pop-up working gas, ensures the metal is clean from non-metallic inclusions.

Возможность включения плазмотрона непосредственно перед началом разливки стали из сталелитейного ковша обеспечивает нормальный температурный режим разливки с самого начала и до конца процесса.The ability to turn on the plasma torch immediately before the start of casting steel from the steel ladle ensures a normal temperature casting from the very beginning to the end of the process.

Claims

An intermediate ladle for continuous casting of metals with plasma heating, comprising a thermally insulated body with a central chamber, in which a pipe for supplying molten metal is installed and which is connected to one or more chambers, each of which has a pouring glass, characterized in that it is equipped with one or several heat-resistant partitions, each of which is made with a channel for installing a plasma torch and a bottom hole for the passage of molten metal, each of which ep formed walls of the housing and one of the outer walls of the respective partitions, and each partition benthic opening connected to said channel, the central chamber cavity and said cavity adjacent to said partition chamber with a pouring channel.