Способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке

 

В способе поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке металл подают из разливочного ковша в вакуум-камеру, создают в ней остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере, подают металл в промежуточный ковш под уровень через патрубок и далее в кристаллизаторы, вытягивают из них слитки. В процессе поточного вакуумирования периодически увеличивают уровень металла в промежуточном ковше на величину 0,4 ... 0,6 первоначальной глубины погружения патрубка под уровень металла в промежуточном ковше, при этом уровень металла повышают через время, равное 0,1 ... 0,9 времени разливки разливочного ковша. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известен способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней разрежения до необходимого по технологии остаточного давления, подачу металла из вакуум-камеры через патрубок непосредственно в кристаллизатор под уровень металла. При этом вакуум-камера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-проводом. Уровень металла в вакуум-камере поддерживают постоянным [1] Недостатком известного способа является недостаточная производительность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в случае нарушения герметичности вакуум-камеры происходит переполнение кристаллизатора. В этих условиях прекращается процесс непрерывной разливки. Кроме того, при известном способе происходит разрушение футеровки вакуум-камеры вследствие постоянства уровня металла в ней.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней разрежения до необходимого по технологии остаточного давления, подачу металла в промежуточный ковш под уровень через патрубок и далее в кристаллизаторы. Расход металла из промежуточного ковша регулируют при помощи стопоров. После подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижних торцов патрубков и герметизации вакуум-камеры жидким металлом начинают производить уменьшение остаточного давления в камере. Уровень металла в вакуум-камере поддерживают постоянным [2] Недостатком известного способа является низкая стойкость вакуум-камеры. Это объясняется тем, что уровень металла в вакуум-камере поддерживают постоянным. В этих условиях огнеупорная футеровка внутренней полости боковых стенок вакуум-камеры разъедается металлом на уровне его мениска вследствие колебания и барботажа уровня. В результате возможны разрушение футеровки, прожигание корпуса вакуум-камеры, ее разгерметизация и выход из строя. Сказанное приводит к аварийному прекращению процесса непрерывной разливки металла, что снижает производительность и стабильность процесса непрерывной разливки.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности и стабильности процесса поточного вакуумирования при непрерывной разливке, а также в повышении стойкости вакуум-камеры.

Указанный технический эффект достигают тем, что металл подают из разливочного ковша в вакуум-камеру, создают в ней остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере, подают металл в промежуточный ковш под уровень через патрубок и далее в кристаллизаторы, вытягивают слитки.

В процессе поточного вакуумирования периодически увеличивают уровень металла в промежуточном ковше на величину 0,4-40,6 начальной глубины погружения патрубка под уровень металла в промежуточном ковше, при этом уровень металла повышают через время, равное 0,1-0,9 времени разливки разливочного ковша.

Увеличение производительности и стабильности процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, а также повышение стойкости вакуум-камеры будет происходить вследствие периодического повышения уровня металла в вакуум-камере за счет повышения уровня металла в промежуточном ковше. Вместе с этим будет повышаться уровень металла в вакуум-камере на ту же высоту. При этом высота столба металла от уровня в промежуточном ковше до уровня металла в вакуум-камере будет оставаться постоянной, равной 1,5 м при постоянном остаточном давлении в камере, и определяется барометрическим давлением. В процессе периодического подъема уровня металла в вакуум-камере мениск будет контактировать каждый раз с новыми здоровыми участками боковой стенки футеровки.

Диапазон величины периодического подъема уровня металла в промежуточном ковше в пределах 0,4-0,6 начальной глубины погружения патрубка под уровень металла в промежуточном ковше объясняется величиной верхнего слоя металла, участвующего в его барботаже на днище вакуум-камеры. При меньших значениях участки разрушения боковой стенки футеровки вакуум-камеры будут перекрывать друг друга, что приведет к ускоренному износу футеровки. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т.к. в этом случае уменьшается частота случаев подъема уровня металла в вакуум-камере.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от начальной величины заглубления патрубка под уровень металла в промежуточном ковше.

Диапазон времени, через которое осуществляют подъем уровня металла в промежуточном ковше, в пределах 0,1-0,9 времени разливки разливаемого ковша объясняется закономерностями разрушения и разъедания огнеупорной футеровки вакуум-камеры уровнем металла в ней. При больших значениях будут происходить разрушение футеровки вакуум-камеры и выход ее из строя. При меньших значениях увеличивается частота изменения уровня металла без дальнейшего увеличения стойкости футеровки вакуум-камеры. Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от времени разливки разливочного ковша. В общем случае предлагаемый способ можно применять при непрерывной разливке нескольких разливочных ковшей в одну и ту же вакуум-камеру.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке осуществляют следующим образом.

П р и м е р. В процессе обработки металла подают жидкую нераскисленную сталь марки ст3 из разливочного ковша в вакуум-камеру и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,2-0,3 кПа в зависимости от раскисленности стали. Металл подают из вакуум-камеры через огнеупорный патрубок с диаметром проходного отверстия в пределах 180-240 мм. Далее металл из промежуточного ковша подают через удлиненные огнеупорные стаканы в два кристаллизатора под уровень металла, из которых вытягивают слитки.

В процессе поточного вакуумирования периодически увеличивают уровень металла в промежуточном ковше на величину 0,4-0,6 начальной глубины погружения патрубка под уровень металла в промежуточном ковше, при этом уровень металла повышают через время, равное 0,1-0,9 времени разливки разливочного ковша.

Повышение уровня металла в промежуточном ковше осуществляют посредством уменьшения скорости вытягивания слитков из кристаллизаторов или посредством увеличения расхода металла из разливочного ковша.

В таблице приведены примеры осуществления способа поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке с различными технологическими параметрами.

В первом примере вследствие большого времени между операциями подъема уровня металла в промежуточном ковше и в вакуум-камере происходит разрушение футеровки боковых стенок вакуумной камеры.

В пятом примере вследствие малого одноразового подъема уровня металла в промежуточном ковше и в вакуум-камере участки разрушения боковой футеровки вакуум-камеры будут перекрывать друг друга, что приведет к ускоренному разрушению футеровки.

В шестом примере (прототипе) вследствие отсутствия изменения уровня металла в промежуточном ковше и в вакуум-камере происходит разрушение боковой футеровки стенок вакуум-камеры под действием уровня металла в ней.

В примерах 2-4 вследствие увеличения уровня металла в промежуточном ковше и в вакуум-камере с оптимальной частотой и в оптимальных пределах по высоте увеличивается стойкость футеровки вакуум-камеры, уменьшается ее разрушение во времени.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность процесса поточного вакуумирования при непрерывной разливке на 6% за счет устранения аварийных выходов вакуум-камеры из строя.

Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней остаточного давления, обработку металла в вакуум-камере, подачу металла в промежуточный ковш под уровень через патрубок и далее в кристаллизаторы и вытягивание из них слитков, отличающийся тем, что в процессе поточного вакуумирования осуществляют периодическое повышение уровня металла в промежуточном ковше на 0,4 0,6 первоначальной глубины погружения патрубка под уровень металла, при этом период повышения уровня металла устанавливают равным 0,1 0,9 времени разливки разливочного ковша.

РИСУНКИ

Рисунок 1