RU2066589C1

RU2066589C1 - Method of metal treatment under continuous casting

Info

Publication number: RU2066589C1
Application number: RU94009059A
Authority: RU
Inventors: В.И. Уманец; В.И. Лебедев; В.В. Капнин; Г.Н. Ролдугин; И.В. Сафонов; А.Ф. Копылов; С.М. Чиграй
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1994-03-14
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 1996-09-20

Abstract

FIELD: metallurgy, metal continuous casting in particular. SUBSTANCE: aim is to increase effectiveness of metals vacuum treatment process and durability of vacuum chamber. Method of metal treatment under continuous casting provides for feeding of liquid metal from casting ladle into vacuum chamber, creating residual pressure in it, treatment of metal in vacuum chamber using carbon deoxidation, feeding of metal into intermediate ladle through discharge branch pipe and further into crystallizers. In process of vacuum treatment of metal thickness of metal layer being on vacuum chamber bottom is set in limits of 0.08 - 0.19 of metal stream length in vacuum chamber. EFFECT: increased effectiveness of metals vacuum treatment and durability of vacuum chamber. 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке металлов. The invention relates to metallurgy, and more particularly, to continuous casting of metals.

Известен способ обработки 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. A known method of processing metal during continuous casting, comprising supplying liquid metal from a casting ladle to a vacuum chamber, creating a vacuum in it to the residual pressure required by the technology, supplying metal from a vacuum chamber through a nozzle directly to the mold below the metal level. In this case, the vacuum chamber serves as a hermetically sealed intermediate bucket connected to the vacuum wire.

(См. Г.А.Соколов "Внепечное рафинирование стали", М. Металлургия, 1977, стр. 194, рис.66-а). (See G.A. Sokolov "Extra-furnace steel refining", M. Metallurgy, 1977, p. 194, Fig. 66-a).

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. The disadvantage of this method is the lack of performance of the process of continuous casting of metals. This is due to the fact that in case of a violation of the tightness of the vacuum chamber, the mold overflows. Under these conditions, the continuous casting process is terminated.

Наиболее близки по технической сущности является способ обработки 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 через удлиненные разливочные стаканы. 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 и осуществлять обработку металла посредством углеродного раскисления. The closest in technical essence is the method of processing metal during continuous casting, including the supply of liquid metal from the casting ladle to the vacuum chamber, creating a vacuum in it to the residual pressure required by the technology, supplying the metal to the intermediate ladle under the level through the nozzle and then to the crystallizers through elongated filling glasses. The consumption of metal from the tundish is regulated by means of stoppers. After raising the metal level in the intermediate ladle above the lower ends of the nozzles and sealing the vacuum chamber with liquid metal, they begin to reduce the residual pressure in the chamber and process the metal by carbon deoxidation.

(См. авт. свид. N 295607, кл. B 22 D 11/101, 1971). (See ed. Certificate N 295607, class B 22 D 11/101, 1971).

Недостатком известного способа является низкая стабильность вакуумной обработки металла и недостаточная стойкость вакуум-камеры. Это объясняется тем, что струи металла в вакуум-камере с большой кинетической энергией соударяются с зеркалом слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры. В результате образуются брызги металла, которые налипают на боковые футерованные стенки вакуум-камеры. Сказанное приводит к уменьшению рабочего объема вакуум-камеры, что снижает эффективность струйного вакуумирования металла. При этом снижается стойкость огнеупорной футеровки вакуум-камеры. The disadvantage of this method is the low stability of the vacuum processing of metal and the lack of stability of the vacuum chamber. This is because metal jets in a vacuum chamber with high kinetic energy collide with a mirror of a metal layer located on the bottom of the vacuum chamber. As a result, metal spatter forms which adhere to the side lined walls of the vacuum chamber. The aforesaid leads to a decrease in the working volume of the vacuum chamber, which reduces the efficiency of jet metal evacuation. This reduces the resistance of the refractory lining of the vacuum chamber.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении эффективности процесса вакуумной обработки металла, а также стойкости вакуум-камеры. The technical effect when using the invention is to increase the efficiency of the process of vacuum processing of metal, as well as the durability of the vacuum chamber.

Указанный технический эффект достигают тем, что подают жидкий металл из разливочного ковша в вакуум-камеру, создают в ней остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере посредством углеродного раскисления, подают металл в промежуточный ковш через сливной патрубок и далее в кристаллизаторы. The indicated technical effect is achieved by supplying liquid metal from the casting ladle to the vacuum chamber, creating residual pressure in it, treating the metal in the vacuum chamber by carbon deoxidation, supplying the metal to the intermediate ladle through the drain pipe and then to the crystallizers.

В процессе вакуумной обработки металла устанавливают толщину слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры, в пределах 0,08-0,19 от длины струи металла в вакуум-камере. In the process of vacuum processing of metal, the thickness of the layer of metal located on the bottom of the vacuum chamber is set within 0.08-0.19 of the length of the stream of metal in the vacuum chamber.

Повышение эффективности процесса вакуумной обработки металла будет происходить вследствие отсутствия образования большого количества брызг металла с зеркала слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры. В результате рабочий объем вакуум-камеры не заростает застывшим металлом на боковых стенках вакуум-камеры, сохраняется рабочая полость камеры постоянной. При этом вакуум-камера не требует частого ремонта, повышается тем самым ее стойкость. Кроме того, обеспечивается высокая эффективность вакуумирования металла в струе и в слое. An increase in the efficiency of the vacuum processing of metal will occur due to the absence of the formation of a large amount of metal spray from the mirror of the metal layer located on the bottom of the vacuum chamber. As a result, the working volume of the vacuum chamber does not overgrow with solidified metal on the side walls of the vacuum chamber, the working cavity of the chamber remains constant. In this case, the vacuum chamber does not require frequent repairs, thereby increasing its resistance. In addition, high efficiency of metal evacuation in the stream and in the layer is ensured.

Диапазон значений толщины слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры, в пределах 0,08-0,19 от длины струи металла в вакуум-камере объясняется закономерностями процесса вакуумирования и образования брызг металла на зеркало слоя металла. При меньших значениях толщина слоя металла на днище вакуум-камеры будет недостаточной для эффективного вакуумирования металла в слое. Кроме того, при этом образуется большое количество брызг металла. При больших значениях длина струи будет недостаточной для эффективного вакуумирования металла в струе. The range of thicknesses of the metal layer located on the bottom of the vacuum chamber, within 0.08-0.19 of the length of the metal jet in the vacuum chamber is explained by the laws of the process of evacuation and the formation of metal spatter on the mirror of the metal layer. At lower values, the thickness of the metal layer on the bottom of the vacuum chamber will be insufficient for the effective evacuation of metal in the layer. In addition, a large amount of metal spray is formed. At large values, the jet length will be insufficient for the effective evacuation of the metal in the jet.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от высоты рабочей полости вакуум-камеры и весового расхода металла из разливочного ковша. The specified range is set in direct proportion to the height of the working cavity of the vacuum chamber and the mass flow rate of the metal from the casting ladle.

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". The analysis of scientific, technical and patent literature shows the lack of coincidence of the distinguishing features of the proposed method with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. The following is an embodiment of the invention that does not exclude other variations within the scope of the claims.

Способ обработки металла при непрерывной разливке осуществляют следующим образом. The method of processing metal during continuous casting is as follows.

ПРИМЕР. В процессе обработки металла при непрерывной разливке подают жидкую нераскисленную малоуглеродистую сталь марки 08Ю из сталеразливочного ковша емкостью 350 т в вакуум-камере и создают в ней разрежение в пределах 0,5-0,8 КПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуум-провода, соединенного с вакуум-насосом. Металл из вакуум-камеры подают в промежуточный ковш емкостью 25 т через огнеупорный сливной патрубок. Далее металл из промежуточного ковша подают через удлиненные огнеупорные стаканы в кристаллизаторы под уровень металла. Из двух кристаллизаторов вытягивают два непрерывнолитых слитка сечением 250 х 1600 мм со скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. Расходы металла из разливочного и промежуточного ковшей регулируют при помощи шиберных затворов и стопоров. EXAMPLE. In the process of metal processing during continuous casting, 08U liquid non-deoxidized low-carbon steel is supplied from a steel-pouring ladle with a capacity of 350 tons in a vacuum chamber and a vacuum is created in it in the range of 0.5-0.8 KPa, depending on the deoxidation of the steel. The vacuum is created by means of a vacuum wire connected to a vacuum pump. The metal from the vacuum chamber is fed into an intermediate ladle with a capacity of 25 tons through a refractory drain pipe. Next, the metal from the intermediate ladle is fed through elongated refractory glasses into the molds under the metal level. Two continuously cast ingots with a cross section of 250 x 1600 mm and a speed in the range of 0.6-1.2 m / min are drawn from two crystallizers. The flow of metal from the casting and tundish is regulated by means of slide gates and stoppers.

Необходимую толщину слоя металла устанавливают посредством соответствующего изменения расходов металла из разливочного ковша с одной стороны и из промежуточного ковша с другой стороны. При этом толщина слоя металла в вакуум-камере определяется глубиной погружения сливного патрубка под уровень металла в промежуточном ковше. The required thickness of the metal layer is set by a corresponding change in the flow rates of the metal from the casting ladle on the one hand and from the intermediate ladle on the other hand. The thickness of the metal layer in the vacuum chamber is determined by the immersion depth of the drain pipe under the metal level in the intermediate ladle.

В таблице приведены примеры осуществления способа обработки металла при непрерывной разливке с различными технологическими параметрами. The table shows examples of the method of processing metal during continuous casting with various technological parameters.

В первом примере вследствие малой толщины слоя металла на днище вакуум-камеры будет мала эффективность вакуумирования металла в слое из-за малого времени его нахождения на днище вакуум-камеры. Кроме того, вследствие большой длины струи увеличивается количество брызг металла. In the first example, due to the small thickness of the metal layer on the bottom of the vacuum chamber, the efficiency of metal evacuation in the layer will be small due to the short time it is on the bottom of the vacuum chamber. In addition, due to the large jet length, the amount of metal spray increases.

В пятом примере вследствие большой толщины слоя металла на днище вакуум-камеры длина струи металла будет недостаточной для струйного вакуумирования металла. In the fifth example, due to the large thickness of the metal layer on the bottom of the vacuum chamber, the length of the metal stream will be insufficient for the jet evacuation of the metal.

В шестом примере, прототипе, вследствие большой толщины слоя металла на днище вакуум-камеры будет недостаточна эффективность вакуумирования металла. In the sixth example, the prototype, due to the large thickness of the metal layer on the bottom of the vacuum chamber, the efficiency of metal evacuation will be insufficient.

В примерах 2-4 вследствие поддержания толщины слоя металла на днище и длины струи металла в оптимальных пределах в зависимости от весового расхода металла и общей высоты вакуум-камеры повышается эффективность вакуумирования металла в струе и в слое в вакуум-камере. При этом устраняется процесс образования брызг металла, оседающих на боковых стенках вакуум-камеры. Кроме того, сохраняется объем рабочей полости вакуум-камеры неизменным, улучшается качество слитков за счет уменьшения содержания в них металлических включений
Применение предлагаемого способа позволяет повысить выход вакуумированного металла на 5-10% а также повысить стойкость вакуум-камеры на 4-6% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ обработки металла при непрерывной разливке, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате.In examples 2-4, due to maintaining the thickness of the metal layer on the bottom and the length of the metal stream in the optimal range, depending on the weight flow rate of the metal and the total height of the vacuum chamber, the efficiency of metal evacuation in the stream and in the layer in the vacuum chamber is increased. This eliminates the process of formation of metal spatter deposited on the side walls of the vacuum chamber. In addition, the volume of the working cavity of the vacuum chamber is maintained unchanged, the quality of the ingots is improved by reducing the content of metal inclusions in them
The application of the proposed method allows to increase the yield of evacuated metal by 5-10% and also to increase the resistance of the vacuum chamber by 4-6%. The economic effect is calculated in comparison with the base object, which is the method for processing metal during continuous casting used at the Novolipetsk Metallurgical Plant.

Claims

A method of processing metal during continuous casting, including supplying liquid metal by a stream from a casting ladle to a vacuum chamber, creating residual pressure in it, treating the metal in a vacuum chamber by carbon deoxidation, supplying metal to an intermediate ladle through a drain pipe and then to molds, this in the process of vacuum processing of metal regulate the thickness of the metal layer on the bottom of the vacuum chamber and the length of the jet of metal, characterized in that the thickness of the metal layer on the bottom of the vacuum chamber is set equal to 0.08 0.19 metal jet lengths.