SK7238Y1

SK7238Y1 - Process of continous casting of steel

Info

Publication number: SK7238Y1
Application number: SK107-2014U
Authority: SK
Inventors: Marcel Novosad
Original assignee: U S Steel Kosice S R O
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2015-09-03
Also published as: SK1072014U1

Abstract

It is described a process in which the liquid steel (2) is feed from the tundish (3) to the crystallizer (5) through a submerged nozzle (4) having a main central channel (11) and two opposite side situated outlet openings (8) at its lower section. On the submerged nozzle (4) is mounted a protective pad (12) for the protection its lower part of the direct impact of the liquid steel (2) in the initial stage of casting, when the crystallizer (5) is empty, so this protective pad (12) is molten by surrounding liquid steel (2). In the process of casting is level of the liquid steel keeping (6) in the crystallizer on the steady stable position.

Description

SK 7238 Υ1SK 7238 Υ1

Oblasť technikyTechnical field

Technické riešenie sa týka plynulého odlievania ocele do brám, pričom tekutá oceľ sa privádza do kryštalizátora zhora cez ponornú dýzu (ponornú výlevku). Samotný kryštalizátor pozostáva zo štyroch vodou chladených medených platní, ktoré tvoria akýsi kontajner bez dna. Steny kryštalizátora sú intenzívne chladené vodou, čo zabezpečí vytvorenie stuhnutej povrchovej kôry po obvode odliatku a jeho integritu. V ustálenom stave sa povrchovo stuhnutý odliatok vyťahuje cez spodný otvor kryštalizátora. Rýchlosť vyťahovania odliatku zospodu je v rovnováhe s privádzaním tekutej ocele do kryštalizátora zvrchu, čím sa udržiava hladina povrchu tekutej ocele v kryštalizátore v ustálenej polohe.The technical solution relates to the continuous casting of steel into the gates, whereby the liquid steel is fed to the crystallizer from above via a dip nozzle (dip nozzle). The crystallizer itself consists of four water-cooled copper plates, which form a container without a bottom. The walls of the crystallizer are intensively water-cooled to ensure solidified surface crust formation around the perimeter of the casting and its integrity. At steady state, the surface solidified cast is drawn through the bottom opening of the crystallizer. The rate of withdrawal of the casting from below is in equilibrium with the introduction of the liquid steel into the crystallizer from above, thereby keeping the surface of the liquid steel in the crystallizer at a steady position.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Spôsob plynulého odlievania ocele je dobre známy, pričom odlievané obdĺžnikové bramy majú prierezy od 50 mm x 500 mm až do 250 mm x 2200 mm. Spôsobom plynulého odlievania sú vyrábané tiež štvorcové a kruhové sochory a iné profily.The continuous steel casting process is well known, wherein the cast rectangular slabs have cross sections from 50 mm x 500 mm up to 250 mm x 2200 mm. Square and round billets and other profiles are also produced by the continuous casting process.

Tekutá oceľ vyteká z liacej panvy cez liacu trubicu do medzipanvy. Prúdenie (tok) ocele z panvy do medzipanvy je riadené prostredníctvom posuvného (šupátkového) uzáveru. Intenzita plnenia závisí od požadovanej stabilnej úrovne hladiny ocele v medzipanve, resp. v kryštalizátore.Liquid steel flows from the ladle through the casting tube into the tundish. The flow of steel from the ladle to the tundish is controlled by a sliding shutter. The filling rate depends on the required stable level of the steel in the tundish, respectively. in a crystallizer.

Medzipanva je metalurgická nádoba skonštruovaná z oceľových plechov a je vymurovaná žiaruvzdornými materiálmi. Jej primárnou funkciou je transport ocele z liacej panvy do kryštalizátora, pričom vzhľadom na svoj objem vykonáva funkciu dočasného zásobníka pre tekutú oceľ počas výmeny liacích panví, umožňuje jej tepelnú a chemickú homogenizáciu a pri správnom vystrojení vhodnými usmerňovačmi prúdenia zabezpečuje odstraňovanie nekovových vtrúsenín (inklúzií) z objemu ocele do trosky, ako aj minimalizáciu zmesovej prechodovej oblasti chemického zloženia rôznych napájaných akostí.Medzipanva is a metallurgical vessel constructed of steel sheets and is walled with refractory materials. Its primary function is the transport of steel from the ladle to the crystallizer, which, due to its volume, acts as a temporary reservoir for liquid steel during the exchange of the ladles, allows its thermal and chemical homogenization and ensures proper removal of non-metallic inclusions (inclusions). the volume of the steel into the slag, as well as minimizing the mixed transition area of the chemical composition of the various fed grades.

Počas odlievania ocele je nutné používať viaceré druhy špeciálnej tvarovej keramiky, ktoré musia byť schopné odolávať okrem samotnej expozície tekutej ocele aj náhlym teplotným zmenám, eróznemu pôsobeniu trosky, ale aj vysokému mechanickému namáhaniu.During casting of steel it is necessary to use several types of special shaped ceramics, which must be able to withstand in addition to the liquid steel exposure itself also sudden temperature changes, erosive action of slag, but also high mechanical stress.

V procese plynulého odlievania ocele je tekutá oceľ privádzaná z medzipanvy do kryštalizátora cez ponornú trubicu (ponornú výlevku). Ponorná výlevka je vyrobená zo žiaruvzdornej keramiky a je pripevnená k medzipanve. V prípade odlievania oceľových brám ponorná výlevka predstavuje keramickú trubicu so stredovým otvorom, cez ktorý tekutá oceľ zhora vteká z medzipanvy do ponornej výlevky. Stredový otvor je v dolnej časti ukončený dvoma výstupnými otvormi, kolmými na stredový otvor. Tok tekutej ocele z medzipanvy do kryštalizátora cez ponornú výlevku je zabezpečený gravitačnou tiažou tekutej ocele, pričom je riadený zátkovou tyčou alebo šupátkovým uzáver, ktorým sa reguluje veľkosť prierezu otvoru.In the continuous steel casting process, the liquid steel is fed from the tundish to the crystallizer via an immersion tube (immersion nozzle). The sink is made of refractory ceramics and is attached to the tundish. In the case of casting of steel gates, the immersion nozzle represents a ceramic tube with a central opening through which liquid steel flows from above the tundish into the immersion nozzle. The central opening is terminated at the bottom by two outlet openings perpendicular to the central opening. The flow of liquid steel from the tundish to the crystallizer through the immersion nozzle is provided by the gravitational gravity of the liquid steel, being controlled by a stopper rod or a slide valve that controls the size of the opening cross-section.

V ustálenom stave liatia je ponorná výlevka ponorená do tekutej ocele v kryštalizátore, pričom vodorovné výpustné otvory sú pod hladinou tekutej ocele. Konštrukcia ponornej výlevky s dvoma vodorovnými výpustnými otvormi zabezpečuje požadovanú dynamiku a turbulenciu prúdenia tekutej ocele v kryštalizátore v ustálenom stave na zabezpečenie požadovanej kvality odlievanej bramy.In a steady state casting, the dip nozzle is immersed in the liquid steel in the crystallizer, with the horizontal discharge holes below the liquid steel level. The design of the submersible nozzle with two horizontal discharge openings provides the desired dynamics and turbulence of the liquid steel flow in the crystallizer at steady state to ensure the desired quality of the cast slab.

Ponorná výlevka chráni prúd ocele pred vplyvmi atmosféry počas jej prúdenia z medzipanvy do kryštalizátora. Musí vydržať vysoké teplotné zmeny, mechanické namáhanie a tiež korózne vplyvy trosky v kryštalizátore.The dip nozzle protects the steel stream from the atmosphere as it flows from the tundish to the crystallizer. It must withstand high temperature changes, mechanical stress and also the corrosive effects of the slag in the crystallizer.

Na začiatku procesu odlievania sa dno kryštalizátora upchá štartovacou zátkou, ktorá sa vsunie do kryštalizátora. Štartovacia zátka je pružná konštrukcia a predstavuje dočasné dno kryštalizátora. Prázdny kryštalizátor sa naplní taveninou ako bežná odlievacia forma. Keď hladina tekutého kovu stúpne na polohu ustáleného stavu, štartovacia zátka, nesúca so sebou odliatok, sa odťahuje z dnového otvoru smerom dolu pomocou ťažných valcov. Po začiatku odlievania a výbehu odliatku na horizontálnu časť výbehového úseku sa štartovacia zátka od odliatku oddelí.At the start of the casting process, the bottom of the crystallizer is clogged with a starter plug which is inserted into the crystallizer. The starter plug is of a flexible design and represents the temporary bottom of the crystallizer. The empty crystallizer is filled with melt as a conventional casting mold. As the liquid metal level rises to the steady state position, the starter plug carrying the casting is withdrawn from the bottom opening by means of pulling rollers. After the start of casting and the casting run to the horizontal part of the run-out section, the starting plug is separated from the casting.

Kritickým momentom pre zaťaženie ponornej výlevky, hlavne jej spodnej časti, je prvotné vypustenie tekutej ocele z medzipanvy do kryštalizátora cez ponornú výlevku (začiatok liatia). Samotná konštrukcia spodnej časti ponornej výlevky (oslabenie konštrukcie v dôsledku bočných výpustných otvorov), jej tepelné a mechanické zaťaženie v prvotnom momente liatia, kedy tekutá oceľ voľne dopadá na dno ponornej výlevky, je jedným z faktorov, limitujúcich životnosť ponornej výlevky.The critical moment for loading the sink, especially its lower part, is the initial discharge of the liquid steel from the tundish into the crystallizer via the sink (start of casting). The design of the lower part of the sink (weakening of the structure due to the side outlet openings), its thermal and mechanical load at the initial moment of casting, when the liquid steel falls freely on the bottom of the sink, is one of the factors limiting the service life of the sink.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Technické riešenie navrhuje spôsob plynulého odlievania ocele cez ponornú výlevku, pričom na ponornú výlevku je namontovaný ochranný štít, ktorý chráni dno ponornej výlevky pred tekutou oceľou v prvotnej fáze liatia. Tvar ochranného štítu zabezpečí, že prúd tekutej ocele je zo stredového zvislého kanála odkláňanýThe technical solution proposes a method of continuous casting of steel through an immersion nozzle, with a protective shield mounted on the immersion nozzle that protects the bottom of the immersion nozzle from liquid steel in the initial casting phase. The shape of the shield ensures that the liquid steel stream is diverted from the center vertical channel

SK 7238 Υ1 priamo do bočných výpustných otvorov, čím sa zabráni extrémnemu tepelnému a mechanickému preťaženiu dna ponornej výlevky v počiatočnej fáze liatia. Po naplnení kryštalizátora tekutou oceľou nad úroveň výpustných otvorov ponornej výlevky sa ochranný štít roztaví a stane sa súčasťou taveniny. Počas nasledujúceho liatia v ustálenom stave sú otvory ponornej výlevky nechránené, čím sa dosiahne požadovaný tok tekutej ocele v kryštalizátore.SK 7238 Υ1 directly into the side outlets to prevent extreme thermal and mechanical overload of the bottom of the sink in the initial casting phase. After the crystallizer has been filled with liquid steel above the level of the outlet openings of the sink, the protective shield melts and becomes part of the melt. During the subsequent steady-state casting, the holes of the immersion nozzle are unprotected to achieve the desired liquid steel flow in the crystallizer.

Prehľad obrázkovImage overview

Na obrázku 1 je znázornený náčrt zariadenia plynulého odlievania ocele do brám.Figure 1 shows a sketch of a continuous steel casting device for gates.

Na obrázku 2 je znázornený perspektívny pohľad zobrazujúci ponornú výlevku v kryštalizátore.Figure 2 is a perspective view illustrating a dip sink in a crystallizer.

Na obrázku 3 je znázornený ochranný štít podľa technického riešenia.Figure 3 shows a shield according to the invention.

Na obrázku 4 je znázornená ponorná výlevka s ochranným štítom.Figure 4 shows a submersible nozzle with a protective shield.

Na obrázku 5 je znázornený pohľad na tok tekutej ocele cez ponornú výlevku pri použití ochranného štítu.Figure 5 is a view of the flow of liquid steel through the dip nozzle using a protective shield.

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

Príklad 1Example 1

Zariadenie plynulého odlievania ocele do brám, zobrazené na obrázku 1 a detailne na obrázku 2, zahŕňa liacu panvu 1 a medzipanvu 3. Z liacej panvy 1 je tekutá oceľ 2 privádzaná do medzipanvy 3. Z medzipanvy 3 tekutá oceľ 2 vyteká v dôsledku svojej gravitačnej tiaže cez ponornú výlevku 4 do kryštalizátora 5. Ponorná výlevka 4 má v spodnej časti dva oproti sebe ležiace otvory 8, cez ktoré tekutá oceľ vyteká zo stredového kanála 11 ponornej výlevky 4 do priestoru kryštalizátora 5. V ustálenom stave liatia (ako je zobrazený na obrázku 1) sa hladina tekutej ocele 6 udržiava nad výpustným otvormi 8 ponornej výlevky 4. V kryštalizátore 5 na studenom povrchu stien tekutá oceľ 2 tuhne a vytvára tuhú kôru bramy 7, pričom jadro bramy ostáva tekuté a tuhne postupne v úseku sekundárneho chladenia K). Čiastočne (na povrchu) stuhnutá nekonečná brama je zospodu kryštalizátora 5 vyťahovaná radom spárovaných ťažných valcov 9, ktoré tiež zabezpečujú ohyb bramy z vertikálneho smeru do vodorovného smeru. Pozdĺž ťažných valcov 9 v úseku sekundárneho chladenia 10 sa brama chladí vodnými sprchami (na výkrese nie sú zobrazené).The continuous steel casting apparatus shown in Figure 1 and in detail in Figure 2 comprises a ladle 1 and a tundish 3. Liquid steel 2 is fed from the ladle 1 to the tundish 3. Liquid steel 2 flows out of the tundish 3 due to its gravitational gravity through the sink 4 into the crystallizer 5. The sink 4 has two opposing openings 8 at the bottom, through which liquid steel flows from the central channel 11 of the sink 4 into the space of the crystallizer 5. In a steady state casting (as shown in Figure 1) In the crystallizer 5 on the cold wall surface, the liquid steel 2 solidifies and forms a rigid crust of the slab 7, the core of the slab remaining liquid and solidifying gradually in the secondary cooling section 10). The partially solidified endless slab is drawn from below the crystallizer 5 by a series of paired pulling rollers 9, which also provide for the slab to be bent from the vertical to the horizontal direction. Along the drawing rollers 9 in the secondary cooling section 10, the slab is cooled with water showers (not shown in the drawing).

Ochranný štít 12, zobrazený na obrázku 3, je vyrobený z oceľového plechu 13, ktorý je ohnutý do tvaru podľa obrázka 3. Na zosilnenie účinku ochranného štítu 12 je v jeho strednej časti na jeho spodnú časť privarený oceľový plech 14, ako je znázornené na obrázku 3. Na manipuláciu a vkladanie ochranného štítu 12 do ponornej výlevky 4 je ochranný štít 12 vybavený držiakom 15.The shield 12 shown in Figure 3 is made of a steel sheet 13 that is bent to the shape of Figure 3. To enhance the effect of the shield 12, a steel sheet 14 is welded to the lower portion of the shield as shown in the figure. 3. For handling and inserting the shield 12 into the sink 4, the shield 12 is provided with a holder 15.

Pred začatím liatia tekutej ocele sa ochranný štít 12 vloží cez otvory 8 do ponornej výlevky 4. Po montáži sa šupátko (nie je zobrazené) na výpustnom otvore medzipanvy 3 otvorí, tekutá oceľ 2 vyteká z medzipanvy 3 cez stredový kanál ponornej výlevky 11 a dopadá na šikmé steny ochranného štítu 12. Po šikmých stenách ochranného štítu 12 tekutá oceľ steká k výpustným otvorom ponornej výlevky 8 a vyteká do priestoru kryštalizátora 5.Before starting the pouring of the liquid steel, the protective shield 12 is inserted through the holes 8 into the sink nozzle 4. After assembly, the slide (not shown) at the tundish drain outlet 3 opens, the liquid steel 2 flows from the tundish 3 through the central channel of the sink. The inclined walls of the shield 12. After the inclined walls of the shield 12, the liquid steel flows to the outlet openings of the sink nozzle 8 and flows into the space of the crystallizer 5.

Ochranný štít 12 sa roztaví po tom, ako hladina tekutej ocele 6 v kryštalizátore 5 stúpne nad úroveň výpustných otvorov ponornej výlevky 8.The protective shield 12 melts after the level of liquid steel 6 in the crystallizer 5 rises above the level of the outlet openings of the sink nozzle 8.

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS

Claims

A continuous steel casting process in which liquid steel (2) is fed to a crystallizer (5) via an immersion nozzle (4) having a main central channel (11) and two oppositely disposed apertures (8) in the lower part of the immersion spout (4), until the liquid steel level (6) has reached a steady position above the discharge holes (8) of the immersion spout (4), wherein in a steady state casting the surface solidified cast is drawn through the lower opening of the crystallizer (5) at a speed corresponding to (2) for maintaining a steady level of liquid steel (6) in the crystallizer (5), characterized in that a protective shield (12), which is made of steel to protect its lower part from direct impact, is attached to the submersible nozzle (4). of the liquid steel (2) in the initial casting phase, the protective shield (12) melting the surrounding liquid steel (2).