Промежуточный ковш двухручьевой машины непрерывного литья заготовок

 

В ковше выполнены перегородки Г-образной формы с соотношением длины большегои меньшего участков 3:1 и с углом между ними 150°. Меньшие участки перегородок параллельны боковой стенке промежуточного ковша, а сквозные каналы выполнены рядами в участках перегородок меньшей длины. Оси сквозных каналов верхнего и нижнего рядов расположены в горизонтальной плоскости. Оси каналов второго ряда наклонены под углом 40° к горизонтали, а оси каналов промежуточных рядов в направлении к верхнему ряду расположены с уменьшением угла наклона каждого последующего на 10°. Установлены сопла для подачи инертного газа со стороны днища промковша вдоль участков перегородок меньшей длины. Суммарная площадь сквозных каналов составляет 2...6 площади отверстия выпускного стакана . 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)5 В 22 0 11/

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4951080/02 (22) 27,06.91 (46) 23.01.93. Бюл. 1Ф 3 (71) Металлургический комбинат "Азовсталь" (72) Г.А.Николаев, Г.B.Ðûáàëoâ, В.А.Сахно, О.В,Носоченко, А.Г.Шалимов, А,И.Троцан, В, Г.Ленский, М.А, Пажи ванов, И.О, Юшко и

А.И.Корниенко (73) Мариупольский металлургический комбинат "Азовсталь" (56) Заявка Японии N 52 — 37969, кл. 11 В 09, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N. 1025486, кл. В 22 0 11/10, 1983. (54) ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОВШ ДВУХРУЧЬЕВОЙ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ

ЗАГОТОВОК (57) В ковше выполнены перегородки Г-образной формы с соотношением длины больИзобретение относится к области металлургии — к непрерывной разливке металлов, конкретнее к конструкции промежуточных ковшей.

При разливке металлов на двухручьевых машинах непрерывного литья заготовок используются двухшиберные сталеразливочные ковши и двухстопорные промежуточные ковши. Использование таких ковшей на двухручьевой машине непрерывного литья заготовок приводит к изменяющемуся по сечению промежуточного ковша положения подаваемой струи металла, а зто ведет, в свою очередь, к равной температуре металла (на 5 — 10 С), поступающего в кристалли„„KU „„1790468 А3 шего и меньшего участков 3:1 и с углом между ними 1500. Меньшие участки перегородок параллельны боковой стенке промежуточного ковша, а сквозные каналы выполнены рядами в участках перегородок меньшей длины. Оси сквозных каналов верхнего и нижнего рядов расположены в горизонтальной плоскости. Оси каналов второго ряда наклонены под углом 40 к горизонтали. а оси каналов промежуточных рядов в направлении к верхнему ряду . расположены с уменьшением угла наклона каждого последующего на 100. Установлены сопла для подачи инертного газа со стороны днища промковша вдоль участков перегородок меньшей длины, Суммарная площадь сквозных каналов составляет

2...6 площади отверстия выпускного стакана. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

О ф заторы, Учитывая жесткие требования к температуре металла, разливаемого на маши- 1 0 нах непрерывного литья (ч-2,50C), для обеспечения стабильности процесса раз- );» ливки, а также однородности и качества () отливаемых заготовок для Сталей ответственного назначения по количеству неметая-" ( лических включений и содержания газов в них, необходимость усовершенствования конструкции промежуточного ковша бесспорна.

Известен rðoìåæóòo÷íûé ковш двухручьевой машины непрерывного литья заготовок, содержащий установленную в огнеупорной футеровке промежуточного

1790468

4 ковша и герметично соединенную с разли- ставу и макроструктуре слябов при внеценвочным стаканом сталеразливочного ковша тренном подводе расплава из сталеразлиармированнуюогнеупорнуютрубудля при-. вочного ковша в промежуточный ковш, а ема металла, отбойную часть с двумя oTKpbl также невысокую стабильность процесса тыми сверху каналами для направления 5 разливки. потоков металла и примыкающие к ней вер- Целью изобретения является улучшетикальные перегородки с отверстиями в ние качества металла за счет снижения конижней части дФя подачи металла к выпуск- личества неметаллических включений и ным стаканам прбмежуточного ковша. Про- неоднородности металла при внецентренмежуточный ковш закрыт крышкой и "0 ном подводе расплава иэ сталеразливочноснабжен специальными трубками для под- го ковша в промежуточный ковш, а также ачи защитного газа в верхнюю и нижнюю повышения стабильности процесса разлив- части огнеупорной трубы. ки, Недостатком данной конструкции явля- Поставленная цель достигается тем, что ется то, что при использовании ее при вне- 15 перегородки выполнены Г-образной формы центренной подаче металла наблюдается с соотношением длины большего и меньшенеоднородность потемпературеу расплава, го участков 3:1 и с углом между ними 150О, поступающего в кристаллизаторы из эа раз- меньшие участки перегородок параллельны ного пути от места ввода струи из сталераз- боковой стенке промежуточного ковша и ливочного ковша до выпускных стаканов, 20 удаленыотнеенарасстоянииЗа,асквозные что приводит к снижению стабильности . каналы выполнены рядами в участках перепроцесса разливки и развитию неоднород- городок меньшей. длины, при этом оси ности металла. При этом снйжение ста- сквозныхканаловверхнегоинижнегорядов бильности процесса разливки связано как располажейй в горизонтальной плоскости, с более низкой температурой металла на 25 оси каналов второго ряда наклонены под одном из ручьев — увеличивается число пла- углом 40О к горизонтали, а оси каналов правок с "затягиванием" выпускных стаканов межуточных рядов в направлении к верхнепромежуточного ковша и прекращением . му ряду расположены с уменьшением угла разливки, так и с более высокой его темпе- наклона каждого последующего íà 10; ратурой на другом ручье — увеличивается 30 Инертный газ подается через сопла,усчисло плавок с прорывами металла под кри- тановленные в приемной секции со стороны . сталлизатором, а также со слабой очисткой днища промежуточного ковша вдоль участразливаемого металла от неметаллических ков перегородки меньшей длины. включейийи газов, Суммарная площадь сквозных каналов

Наиболее близким rio технической 35 составляет 2-6 площади отверстия выпуск- сущности и предлагаемому является про- ного стакана. межуточный ковш двухручьевой машины Новым. в предлагаемой конструкции непрерывного литья заготовок, содержа- . промежуточного ковша является: щий футерованный кожух, стопоры, от- 1) перегородки выполненные Г-образбойную часть, примыкающие к ней 40 ной формы с соотношением длины больвертикальные перегородки с отверстиями шего и меньшего участков 3:1 и с углом в нижней части и выпускные стаканы, пере- между ними 150 С; меньшие участки пегородкирасйоложеныподуглом100-140 к регородок параллельны боковой стенке продольным стенкам промежуточного ков- промежуточного ковша.и удалены от нее — ша, образуя параллелограмм, при этом от- 45 на расстоянии За, а сквозные каналы выверстия в перегородках выполнены выше полнены рядами в участках перегороотбойной части на 5 20/, их высоты и раэ- док меньшей длины, при этом оси мещены со смещенйем по диагонали от оси . сквозных каналов верхнего и нижнего перегородок на 30 — 50ф их ширины в обла- рядов расположены в горизонтальной сти тупых углов параллелограмма. 50 плоскости оси каналов второго ряда наНедостатком прототипа является невы- клонены под углом 40 к горизонтали, а сокое качество разливаемого. металла,. т.к. оси каналов промежуточных рядов в наотверстия, выполненные в перегородках, правлении к верхнему ряду расположеслужаттолько для подвода металла в разли- ны с уменьшением угла наклона каждого вочные секции и не способны обеспечить 55 последующего на 10; направленного перемешивания металла 2) сопла для подачи инертного газа .. для ускоренного всплытия неметаллических установлены в приемной секции со стовключений и газов и последующей ассими- роны днища промежуточного ковша ляции их защитным шлаком, необходимую вдоль участков перегородок меньшей однородность металла по химическому со- длины;

1 90468

3) суммарная площадь сквозных каналов составляет 2 — 6 площади отверстия выпускного стакана.

Проведенный патентно-лицензионный поиск не установил технических решений, содержащих подобные признаки, и поэтому дает основание полагать, что заявляемый промежуточный ковш обладает существенной новизной.

На основании гидродинамического моделирования и опытно-прОмышленных экспериментов было установлено, что использование промежуточного ковша предлагаемой конструкции позволяет ре.шить поставленную задачу в подаваемой заявке.

На фиг. 1 — 3 показан пример предлагаемого промежуточного ковша, Промежуточный ковш с продольными 1 и боковыми 2 стенками машины непрерывного литья заготовок содержит футерованный кожух 3, отбойную часть 4 в приемной секции 5, разливочные секции 6 с выпускными стаканами 7 и стопорами 8, удаленными от ближайшей боковой стенки на расстояние а, две вертикальные Г-образные перегородки 9. Соотношение длины большего и меньшего участков в перегородке 3:1 и с углом между ними 150О, при этом меньшие участки перегородок параллельны боковой стенке промежуточного ковша и удалены от нее на расстоянии За. Приемная и разливочные секции соединены сквозными каналами

10, которые расположены 10, которые расположены рядами в участках перегородки меньшей длины. Оси сквозных каналов составляют с горизонталью различные углы„а именно, оси верхнего и нижнего рядов расположены в горизонтальной плоскости, оси каналов второго ряда наклонены под углом

40 к горизонтали, а оси каналов промежуо точных рядов расположены с уменьшением угла наклона каждого последующего на 10О.

В приемной секции со стороны днища промежуточного ковша вдоль участков перегородок меньшей длины установлены сопла

11. для подачи:инертного газа. На поверхность металла наведен слой защитного рафинирующего шлака t2.

Выполнение перегородок Г-образной формы со сквозными каналами в участках меньшей длины, которые параллельны боковой стенке промковша и удалены от нее на расстоянии 3а, позволяет уменьшить разность пути металла от места ввода струи расплава в промковш до выпускных стака- нов; а это значит повысить однородность металла, поступающего в кристаллизаторы. по температуре, химсоставу независимо от места его ввода. Расположение сквозных каналов рядами, оси которых направлены под различными углами к горизонтали и подача инертного газа со стороны днища промковша приемной секции вдоль участков

5 перегородки меньшей длины, обеспечивает хорошую циркуляцию металла в разливочных секциях, более быстрое всплывание неметаллических включений и газов, а также последующую ассимиляцию их защитным

10 рафинировочным шлаком, что в целом улучшает качество и однородность металла и стабилизирует процесс разливки стали, Соотношение длины большего и меньшего участков 3:1 обусловлено тем, что если

15 оно будет большим, то в малом участке перегородки будет недостаточное количество сквозных каналов, которые обеспечивают не только подвод металла иэ приемной в разливочные секции, но и являются рафини20 ровочными каналами; если меньшим, чем

3:1, то будет уменьшаться разность пути металла от места ввода струи расплава в промковш до выпускных стаканов. Угол в 150 между большим и меньшим участками пе25 регородок необходим для того. чтобы максимально использовать эффект улучшения качества металла за счет отстаивания его в приемной секции, выравнивания температуры, химсостава и снижения разности пути

30 металла от места ввода для выпускных стаканов, если он будет больше 150 С, то наблюдается снижения этого эффекта, если меньше, то из-за конструкции промковша и стальковша возникает вероятность попада35 ния струи расплава на перегородку, что не желательно, т;к. она будет быстро разрушаться, Меньшие участки перегородок долж-. ны быть параллельны боковым стенкам

40 промковша, как показало гидромоделирование для того, чтобы металл попадал через сквозные рафинированные каналы из приемной в разливочные секции был направлен вдоль продольной стенки и, 45 тем самым не размывал ее и вызывал его циркуляцию в разливочных секциях, если будет отклонение от этого, то эффект будет снижаться, Удаление меньших участков перегород50 ки на расстоянии За от близлежащей боковой перегородки, необходимо для того, чтобы оптимально разделить промковш на эффективно действующие секции, если оно будет меньше За, то разливочные секции

55 будут иметь недостаточные размеры для соответствующей циркуляции металла в них, его перемешивания и всплытия неметаллических включений и газов, если оно больше

За, то названные явления будут ухудшаться; а размер приемной камеры будет недоста1790468 точен для перемешивания, выравнивания его химсостава и температуры, Наклон осей сквозных каналов,. расположенных рядами, в участках перегородок меньшей длины обусловлен тем, что нижний их ряд необходим для полного слива металла из приемной секции в разливочные, поэтому они расположены в горизонтальной плоскости на дне ковша, оси второго ряда наклонены под углом 40 к горизонтали для того, чтобы придать неметаллическим включениям и газам поступательное движение вверх, если наклон будет больше 40О, то это может привести к сильному движению металла вверх с захватом воздуха и шлака им, т,е. дополнительному его загрязнению; если меньше 40, то это снижает эффективность направленного движения неметаллических включений и газов вверх.

При переходе от второго ряда к третьему и т.д. наклон их осей к горизонтали уменьшается на 10 относительно каждого последующего и так до Оо, все это обусловлено тем, чтобы скорость движения металла вверх при переходе от ряда к ряду снижалась, т.к. толщина слоя металла над ними уменьшается и чтобы металл не смог захватить атмосферу и шлак в себя.

Сопла для подачи инертного газа установлены в приемной секции со стороны днища промковша вдоль участков перегородок меньшей длины для того, чтобы усилить эффект перемешивания металла и всплывания неметаллических включений и газов..

Суммарная площадь сквозных каналов должна составлять 2-6 площади отверстия выпускного стакана промковша, T.ê. если она будет меньше, то может наблюдаться нарушение эффективного рафинированного металла за счет зарастания сквозных каналов и недостаточного их количества; если же больше 6, то перегородка может быть конструктивно ослаблена сквозными каналами и легко разрушаться, поэтому диаметр сквозных каналов должен быть не менее 5 мм и не более 30 мм. Если диаметр меньше

5 мм, то они могут зарасти, если больше 30 мм, то теряют способность хорошо рафинировать. Следует добавить, что диаметры сквозных каналов самого нижнего ряда должны в два раза быть больше чем последующие, для того чтобы абсолютно избежать вероятность их зарастания и нэ "закозлить" металл в приемной секции в конце разливки, Промежуточный ковш работает следующим образом, Струя металла из сталеразливочного ковша поступает в приемную секцию 5 промежуточного ковша, оттуда через сквозные

20

30

35 зонтали, а оси каналов промежуточных рядов в направлении к верхнему ряду расположены с уменьшением угла наклона кажинертного газа в приемной секции со стороны

40 днища промежуточного ковша установлены сопла вдоль участков перегородок меньшей

50 разливочного ковша в промковш, а также повысить стабильность процесса разливки, 55

10 каналы 10 — в разливочные секции 6. Металл вследствие того, что он подается как бы по тангенциальной траектории в разливочные секции, приобретает направленное движение по периметру разливочной секции. Наклонное расположение сквозных каналов 10 придает металлу дополнительно еще поступательное движение вверх, что в совокупности с подводимыми инертным газом ускоряет всплывание неметаллических включений и газов и их последующую ассимиляцию защитным рафинировочным шлаком, который специально находится на поверхности металла в секциях, все это в целом способствует улучшить качество и однородность металла и стабилизировать разливку

Пример. Для разливки высококачественной низколегированной трубной стали

10Г2БТ на двухручьевой машине непрерывного литья заготовок сечением 300х1850 мм использовали промежуточный ковш длиной

6740 мм,.шириной 1800 мм и высотой более

1000 мм с вертикальными перегородками, которые выполнены Г-образной формы с соотношением длины большего и меньшего участков 3:1и с углом между ними 150, меньшие участки перегородок параллельны боковой стенке промковша и удалены от нее на расстоянии За, а сквозные каналы выполнены рядами в участках перегородок меньшей длины, при этом оси сквозных каналов верхнего и нижнего рядов расположены в горизонтальной плоскости, оси каналов второго ряда наклонены под углом 40 к горидога последующего на 10, Для подачи длины. При этом суммарная площадь сквозных каналов составляла 4 площади отверстия выпускного стакана промковша.

Применение предлагаемого промковша позволило улучшить качество металла за счет снижения количества неметаллических

tt включений и неоднородности металла при внецентренном подводе расплава из.сталепо сравнению с металлом, разливаемым на промковшах согласно технологической инструкции ТИ 232-136-89. Результаты опытно-промышленных испытаний приведены в таблице.

Промышленное использование промежуточного ковша предложенной конструкции позволило в целом увеличить выход годного металла на 0,075, 1 Ч0468

Формула изобретения

1. Промежуточный ковш двухручьевой машины непрерывного литья заготовок, содержащий футерованный кожух с соплами для подачи газа, отбойную часть, приемную и разливочные секции с выпускными стаканами, удаленными от боковой стенки на расстоянии а. при этом секции разделены между собой перегородками с выполненными в них сквозными каналами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества металла за счет снижения количества неметаллических включений и неоднородности металла при внецентренном подводе расплава из сталераэливочного ковша в промежуточный ковш, а также повышения стабильности процесса разливки; перегородки выполнены Г-образной формы с соотношением длины большего и меньшего участков 3;1 и с углом между ними 150, меньшие участки перегородок параллельны

I боковой стенке промежуточного ковша и удалены от нее на расстоянии За, а сквозные каналы выполнены рядами в участках перегородок меньшей длины, при этом оси

5 сквозных каналов верхнего и нижнего рядов расположены в горизонтальной плоскости, оси каналов второго ряда наклонены под углом 40О к горизонтали, а оси каналов промежуточных рядов в на10 правлении к верхнему ряду расположены с уменьшением угла наклона каждого последующего на 10О, 2. Ковш по и. 1, отличающийся тем. что сопла для подачи инертного газа

15 установлены в приемной секции со стороны днища ковша вдоль участков перегородок меньшей длины, 3. Ковш но и. 1, отличающийся тем, что суммарная площадь сквозных кана20 лов составляет 2 — 6 площади отверстия выпускного стакана.

1790468

i0

О

Ю

1Ó

Составитель В. Таратута

Редактор Г. Бельская Техред М,Моргентал Корректорч T. Башковит

Заказ 360 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101