Способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке

 

Способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке заключается в том, что металл подают из разливочного ковша в вакуум-камеру, снабженную вакуум-проводом, создают в ней необходимое остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере, подают металл в промежуточный ковш через патрубок под уровень и далее в кристаллизаторы, а из кристаллизаторов вытягивают слитки. В процессе разливки периодически подают инертный газ в патрубок и периодически поднимают и понижают уровень слоя металла на днище вакуум-камеры.

Изобретение относится к металлургии, а именно 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 отдельный патрубок непосредственно в кристаллизатор под уровень металла. В этих условиях 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 невозможна регулировка расхода металла в кристаллизаторы в зависимости от изменяющихся технологических параметров процесса разливки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности 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 через отдельный 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 недостаточная производительность и стабильность процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке. Это объясняется тем, что в процессе проточного вакуумирования капли жидкого металла из его струи налипают и навариваются на футерованные боковые стенки рабочей полости вакуум-камеры, образуя наплывы. Вследствие этого в процессе разливки разливочного ковша с течением времени уменьшается объем внутренней рабочей полости вакуум-камеры, что приводит к снижению эффективности и производительности процесса поточного вакуумирования металла.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности и эффективности процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке.

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

В процессе разливки периодически подают инертный газ в патрубок и периодически поднимают и понижают уровень слоя металла на днище вакуум-камеры.

Повышение производительности и эффективности процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке будет происходить вследствие сохранения объема рабочей плоскости вакуум-камеры постоянным из-за устранения с ее боковых стенок наплывов застывшего металла.

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 проточного вакуумирования металла при непрерывной разливке осуществляют следующим образом.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки подают жидкую нераскисленную сталь марки Ст3 из разливочного ковша емкостью 350 т в вакуум-камеру и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,3-0,5 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуум-провода, расположенного в верхней части рабочей полости вакуум-камеры и соединенного с вакуум-насосом. Металл из вакуум-камеры подают в промежуточный ковш емкостью 50 т через огнеупорный патрубок под уровень металла. Далее металл из промежуточного ковша подают через удлиненные огнеупорные стаканы в кристаллизаторы под уровень металла. Из кристаллизаторов вытягивают непрерывно-литые слитки сечением 250х1600 мм со скоростью в пределах 0,8-12 м/мин. Расходы металла из разливочного и промежуточного ковшей регулируют при помощи стопоров.

Внутренняя рабочая полость вакуум-камеры имеет диаметр 1,6 м.

В процессе вакуумной обработки металла на днище вакуум-камеры поддерживают рабочий уровень металла на высоте 200 мм от днища вакуум-камеры.

При вакуумной обработке металла на боковых огнеупорных стенках рабочей полости вакуум-камеры образуются наплывы закристаллизовавшегося металла, что ведет к уменьшению объема вакуум-камеры и, как следствие, к уменьшению эффективности процесса вакуумирования.

К боковой поверхности сливного патрубка подведены трубопроводы для подачи инертного газа (аргона) с максимальным расходом 800 л/мин.

В процессе разливки периодически подают инертный газ (аргон) по подводящим трубопроводам и периодически поднимают и понижают уровень слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры.

При подаче аргона в сливной патрубок удельный вес сливаемого металла уменьшается. В этих условиях сливаемый метала, находящийся в патрубке, стремится под действием атмосферного давления подняться в обратную сторону вверх. Это приводит к уменьшению расхода металла из вакуум-камеры, что вызывает подъем уровня металла, находящегося на дне вакуум-камеры на 100-400 мм в зависимости от весового расхода металла из разливочного ковша.

Расход газа в подводящих трубопроводах увеличивают до максимального значения через каждые 5-20 мин времени разливки разливочного ковша.

В процессе изменения уровня металла в вакуум-камере происходит распыление и удаление наплывов металла с боковых стенок вакуум-камеры. В результате объем внутренней рабочей полости вакуум-камеры восстанавливается до прежних размеров. Вследствие этого сохраняется высокая эффективность и производительность процесса поточного вакуумирования металла в вакуум-камере.

После подъема уровня металла производят его понижение.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность процесса поточного вакуумирования металла на 6% при высокой эффективности за счет периодического восстановления и сохранения объема внутренней рабочей полости вакуум-камеры неизменным. 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, а также изменение уровня металла в вакуум-камере, отличающийся тем, что подъем и понижение уровня металла в вакуум-камере производят посредством периодической подачи газа в патрубок.