SU1068215A1 - Промежуточный ковш - Google Patents

Abstract

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ установки непрерывной разливки металлов, содержа14Ий раздаточные камеры йо сливными отверсти ми и приемную камеру, соединенную с раздаточными тангенциальными каналами, отличающийс   тем, что, сс:целью повыаени  степени очистки жидкого металла от неметаллических включений, соединительные каналы расположены у дна камер.-и выполнены с углом подъема 5-30° к раздаточным камерам, а сливное отверстие в каждой раздаточной камере смещено от ее вертикальной оси.

Description

Изобретение относитс  к металлур гии - к непрерывному литью металлов в частности к конструкции промежуто Htjx ковшей,. Известен промежуточный ковш машины непрерывной разливки,в который с целью повышени  качества металла путем очистки его от неметаллически включений вмонтированы электромагниты дл  придани  вращени  жидкому металлу fl Недостатками устройства  вл ютс  низкий КПД электромагнитов, а также сложность конструкции и трудности, возникающие при оборудовании и в процессе эксплуатации электромагнитон в- непосредственной близости от жидкого металла. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  промежуточный ковш установки непрерывной разливки металлов, включающий раздаточную камеру со сливными отверсти ми и приемную камеру, соединенную с раздаточными тангенциальными каналами, расположенными на рассто нии от днища емкости, равном 0,3-0,4 ее высоты. Такой . подвод металла обеспечивает вращение металла в смесительной камере, достаточное дл  усвоени  вводимых добавок 2.Недостатком известного устройства  вл етс  то, что соединительный канал расположен не на уровне днища, а на рассто нии от него 0,3 0,4 общей высоты. Такое расположен канала не позвол ет использовать полностью потенциальную энергию металлостатического .давлени  в емкости дл  сообщени  вращательного движени  металлу. Кроме того, расположение соединительного канала пр водит к необходимости уменьшать высоту приемной камеры на 30-40% и этим существенно сокращать емкость промежуточного ковша. Сокращение ем кости промежуточного ковша, в свою очередь, ухудшает услови  всплывани  неметаллических включений, затрудн ет выполнение операции смены разливочного ковша. Дл  выполнени  огнеупорной кладки промежуточной емкости требуетс  большее количество материалов. Кроме того, неблагопри тным  вл етс  расположение подвод щего тангенциального канала в горизонтальной плоскости. Вытеснени неметаллических включений из вращаю щегос  в смесительной камере металл происходит в горизонтальной плоскости в направлении от периферии к оси вращени г. Дл  полного удалени  неметаллических составл ющих из осе вой зоны канала и ассимил ции их ш.паком составл ющим необходимо вспл через толщу металла к поверхности раздела металл-шлак. Всплывание происходит только под действием разности удельных весов и  вл етс  Д1:ительным процессом. Конструктивно неудачным  вл етс  расположение сливного отверсти  в центре смесительной камеры известного устройства. В сливное отверстие и дальше в, кристаллизатор попадает металл из осевой зоны, где он наиболее загр знен неметаллическими включени ми. Целью изобретени   вл етс  повышение степени очистки жидкого металла от неметаллических включений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в промежуточном ковше.установки непрерывной разливки металлов, содержащем раздаточные камеры со сливцыми отверсти ми и приемную камеру, соединенную с раздаточными тангенциальными каналами, последние расположены у дна камер ивыполнены с углом подъема 5-30° к раздаточным камерам, а сливное отверстие в каждой раздаточной камере смещено от ее вертикальной оси. На фиг. 1 представлен промежуточный ковш, общий вид; на фиг. 2 вид в плане. Ковш состоит из приемной 1 и раздаточных 2 камер, разделенных стенками из огнеупорного кирпича. Камеры соединены между собой каналами 3, которые подведены к раздаточной камере тангенциально и под углом 5-30 к горизонту. Раздаточна  камера имеет форму, близкую к цилиндру, атопор 4 и сливное отверстие 5 расположены со смещением относительно вертикальной оси камеры. Промежуточный ковш работает еле-дующим образом. Жидкий металл из разливочного ковша заливаетс  в приемную камеру 1 и по каналу 3 поступает в раздаточную камеру 2. За счет тангенциального подвода в раздаточной камере металл приобретает вращательное движение . При этом гравитационный коэффициент , действующий в металле, становитс  большим единицы. Соответственно увеличиваетс  разность в относительных удельных весах металла и неметаллических включений, вместе с. этим увеличиваетс  сила, выталкивающа  неметаллические частицы в осевую зону камеры. За счет наклонного расположени  канала 3 под углом 5-30° к горизонту поступающий через него металлприобретает нар ду с вращательным также поступательное движение снизу вверх. Таким образом, перемеща сь в осевую зону, неметаллические частицы одновременно поднимаютс  вверх, контактируют с покровным шлаком. Этим самым создаютс  услови  дл  ассимил ции неметаллических частиц шлаком. При установлении оптимального угла наклона тангенциального канала установлено, что длительность оттес нени  частиц размером 0,1-0,5 мм в осевую зону с радиусом, равным 0,3 от радиуса камеры, составл ет соответственно 0,2-2 с. Таким образом необходимо в течение двух се кунд поддерживать вращение металла, а металл за то же врем  должен пере меститьс  с уровн  истечени  до верхнего горизонта камеры. - Применительно к раздаточной камере с высотой уровн  жидкого метал ла 800 мм и диаметром 1000 мм скорость вращени  металла составл ет 106 об/мин при весовой скорости ист чени  металла из камеры 31,4 кг/с (услови  непрерывной разливки стали на заготовку 1600/250 мм ). За две секунды (наибольшее врем  оттеснени включений в осевую зону ) металл совершает 3,6 об. Таким образо за один оборот порци  металла поднимаетс  н 220 мм. При указанных размерах каме ры такой шаг подъема определ ет уго подвода струи (угол наклона канала J в 12°. В зависимости от конкретных усло вий производства размеры камер и их соотношени  могут быть различными. Поэтому сохранение указанной выше длительности одновременного пбдъема и вращени  металла на практике обеспечено различными углами наклона канала к горизонту. В узких высоких камерах угол наклона больший, чем в нижних и широких. Нижний предел незначительно отличаетс  от горизонтального расположени  канала. Принимаем такой угол равным 5°. Верхний предел предлагаемого наклона канала целесообразно рграничить величиной в 30°. При большем угле соотношение энергий вращени  и подъема металла измен етс  в отрицательную сторону. Дл  исключени  попадани  в кристаллизатор металла из осевой зоны, где он засорен неметгшлическими вклю чени ми, сливное отверстие 5 расположено эксцентрично по отношению к вертикальной оси камеры. С учетом того, что по мере приближени  к осевой зоне камеры количество неметаллических составл ющих увеличиваетс  сливное отверстие целесообразно размещать возможно ближе к стенке камеры . I При сливе металла из камеры вокру сливного отверсти  возникают завихрени , вызванные действием инерционных сил Кориолиса. Вращение металла при этом всегда направлено по ходу часовой стрелки. Дл  уменьшени  по терь энергии вращательного движени  и исключени  противотоков подвод металла из приемной камеры в раздаточную выполнен таким образом, чтобы обеспечивалось вращение его по часовой стрелке. Дл  этого соединительный канал каждой раздаточной камеры выполнен со стороны приемной камеры левее продольной оси раздаточной камеры. В этом случае направление вращени  потока, поступающего в камеру металла, или, по крайней мере, пристеночной части его с наибольшей окружной скоростью совпадает с направлением з.авичрени  у сливного отверсти . Соответственно уменьшаютс  потери кинетической энергии, св занные с противотоками, увеличиваютс  скорость вращени  металла в камере и качество его очистки. Чтобы не допустить истечени  из раздаточной камеры неочищенного металла, сливное отверстие 5 располагают со стороны приемной камеры правее соединительного канала 3. В этом случае поток металла, вытекающий из соединительного канала и вращающийс  по часовой стрелке, достигает сливного отверсти  в конце первого оборота уже частично очищенным . Попадание такого металла в кристаллизатор, что может произойти при неустановившемс  режиме разливки и низком уровне металла в камере, не снижает существенно качество литой заготовки. Побочным положительным эффектом вращени  металла в раздаточной камере  вл етс  то, что жидкий металл омывает.стопор и преп тствует намерзанию на нем твердой корки. Следствием этого  вл ютс  повышение устойчивости процесса разливки, возможность снижени  температуры металла в приемной камере, повышение скорости разливки и качества литой заготовки . Опробование предлагаемого промежуточного ковша провод т при непреывной разливке стали на заготовку ечением 1650-250 мм на двухручьеой сл бовой МНЛЗ. Промежуточный овш длиной 6500 мм и шириной 000 мм раздел ют перегородками на ве раздаточные и приемную камеры. аздаточные камеры имеют цилиндриескую форму с диаметром 1000 мм. аздаточные камеры соедин ют с риемной-посредством тангенциальноо цилиндрического канала диаметом 60 мм, наклоненного к горизонту од углом 12 °. Каналы ВР-ШОЛНЯЮТ со тороны приемной камеры левее проольной оси раздаточный камеры. Центр ливного отверсти  раздаточной камеы (ось стопора ) наход тс  на продоле ой оси емкости со CTOIJOHFJ приемной амеры правее соедините.чьного канаа на рассто нии 350 мм от вертикальой оси раздаточной .

Производ т разливку стали 3 сп м тодом плавка на плавку. По ходу разливки,периодически отбирают пробы металла из сталеразливочного, промежуточного коэшей и кристаллизатора .

Предлагаема  конструкци  промежуточного ковша обеспечивает интенсивное , обнаруживаемое визуально, вращение металла в раздаточной камере на прот жении разливки серии из п ти плавок. Исследованием проб ме талла и сопоставлением результатов с сериййо разливаемым металлом установлено, что суммарное количество неметаллических включений (о сидов, глинозема и сульфидов ) в металле , разливаемом через предлагаемый промежуточный ковш на 40-60% меньше, чем в серийном металле. Особенно значительным  вл етс  эффект очистки дл  включений с размером большим 0,1 мм. Степень очистки

от таких включений составл ет 8090% . Намерзани  металла на стопоре не наблюдаютс .

Промьоипенные испытани  показали, что предлагаемый промежуточный ковш по сравнению с базовым вариантом позвол ет уменьшить количество неметаллических включений на 40-50%, улучшить качество литой заготовки, повысить устойчивость процесса разливки и скорость разливки на МНЛЗ с 0,6-0/8 м/мин до 0,9-1,0 м/мин.

Ожидаемый экономический эффект определ етс  за счет улучшени  качества металла и, соответственно, увеличени  выхода годного :(экономический эффект рассчитан дл  разливки низколегированных сталей сечением заготовки 250-1600 мм/.

Экономи  за счет улучшени  механических свойств и увеличени  выход годного при производстве 1 млн.т стли составит 200 тыс.руб.

Claims (1)

1. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ установки непрерывной разливки металлов, содержащий раздаточные камеры Со сливными отверстиями и приемную камеру, соединенную с раздаточными тангенциальными каналами, отличающийс я тем, что, ссцелью повышения степени очистки жидкого металла от неметаллических включений, соединительные каналы расположены у дна камер?и выполнены с углом подъема 5-30° к раздаточным камерам, а сливное отверстие в каждой раздаточной камере смещено от ее вертикальной оси.