Устройство для обработки металла в процессе непрерывной разливки

Устройство для обработки металла в процессе непрерывной разливки

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии, конкретно к непрерывной разливке металлов. Вакуум-камера для обработки металла в процессе непрерывной разливки включает патрубок, установленный в ее днище, а также вакуум-провод, соединенный с вакуум-насосом. Вакуум-камера снабжена дополнительным патрубком, образованным подводящими трубопроводами. Расстояние между осями патрубков составляет 0,6 - 0,8 внутреннего диаметра вакуум-камеры. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известна вакуум-камера для обработки металла в процессе непрерывной разливки, включающая патрубок для подачи металла непосредственно в кристаллизатор. В этих условиях вакуум-камера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-насосами [1].

Недостатками известной вакуум-камеры являются недостаточные производительность и стабильность процесса непрерывной разливки металла. Это объясняется тем, что в случае нарушения герметичности вакуум-камеры происходит переполнение кристаллизаторов. В этих условиях прекращается процесс непрерывной разливки. Кроме того при применении известной вакуум-камеры невозможна регулировка расхода металла в кристаллизаторы в зависимости от изменяющихся технологических параметров процесса разливки.

Наиболее близким по технической сущности является вакуум-камера для обработки металла в процессе непрерывной разливки, включающая патрубок, установленный в днище камеры, для подачи металла в промежуточный ковш, а также вакуум-провод. В свою очередь промежуточный ковш снабжен стопорами и разливочными стаканами для подачи металла в кристаллизаторы [2].

Недостатком известной вакуум-камеры является неудовлетворительное качество разливаемого металла. Это объясняется тем, что часть плавки из сталеразливочного ковша разливается в условиях отсутствия вакуумирования. Весь объем металла, находящийся в начале разливки в промежуточном ковше, не подвергается вакуумированию. В результате этого в части разливаемого металла не уменьшается содержание углерода, кислорода, водорода, азота и неметаллических включений, что приводит к браку непрерывнолитых слитков. При этом снижается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества.

Цель изобретения - повышение производительности получения непрерывнолитых слитков высокого качества.

Цель достигается тем, что вакуум-камера снабжена дополнительным патрубком. При этом один из патрубков снабжен подводящими трубопроводами, а расстояние между осями патрубков составляет 0,6-0,8 внутреннего диаметра вакуум-камеры.

Повышение производительности получения непрерывнолитых слитков высокого качества будет происходить вследствие повышения эффективности процесса вакуумирования в условиях одновременного совмещения двух видов вакуумирования : циркуляционного и дегазации струи слоя металла в вакуум-камере. При этом процессу вакуумирования будет подвергаться весь разливаемый металл, начиная с его первых порций, наполняемых в промежуточный ковш в начале непрерывной разливки, за счет циркуляционного вакуумирования через оба патрубка.

Наличие на одном из патрубков трубопроводов объясняется необходимостью обеспечения процесса циркуляционного вакуумирования металла посредством пропускания инертного газа.

Диапазон значений расстояний между осями патрубков в пределах 0,6-0,8 от внутреннего диаметра вакуум-камеры объясняется закономерностями изменения конвективных потоков в слое металла, находящегося на днище вакуум-камеры, в процессе циркуляционного вакуумирования. При меньших значениях будут образовываться по краям внутренней полости застойные зоны металла, что приведет к снижению интенсивности циркуляционного вакуумирования. При больших значениях будет подмываться футеровка боковых стенок внутренней полости вакуум-камеры перемешиваемым металлом.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от значения внутреннего диаметра вакуум-камеры.

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

На чертеже дана схема предлагаемой вакуум-камеры.

Вакуум-камера для обработки металла в процессе непрерывной разливки состоит из корпуса вакуум-камеры 1, патрубков 2 и 3, вакуум-провода 4, трубопровода 5. Позицией 6 обозначен разливочный ковш, 7 - промежуточный ковш, 8 - разливочный стакан, 9 - кристаллизатор, 10 - непрерывнолитой слиток, 11 - уровень металла, 12 - металл.

Вакуум-камера для обработки металла в процессе непрерывной разливки работает следующим образом.

П р и м е р. В начале процесса непрерывной разливки жидкая нераскисленная сталь марки Ст. 3 из разливочного ковша емкостью 350 т подается во внутреннюю полость вакуум-камеры 1 и создается в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,3-0,6 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создается посредством вакуум-провода 4, соединенного с вакуум-насосом. Металл 12 подается из вакуум-камеры 1 в промежуточный ковш 7 емкостью 50 т по патрубку 3. Далее металл 12 из промежуточного ковша 7 подается через удлиненные огнеупорные стаканы 8 в кристаллизаторы 9 под уровень металла. Из кристаллизаторов 9 вытягиваются непрерывнолитые слитки 10. Расход металла из промежуточного ковша 7 регулируется при помощи стопоров или шиберов (на чертеже не показаны).

В начале наполнения промежуточного ковша 7 металлом 12 выше нижних торцов патрубков 2 и 3 и герметизации вакуум-камеры 1 уровнем 11 жидкого металла производится циркуляционное вакуумирование металла, находящегося в промежуточном ковше, посредством подачи инертного газа, например аргона, по трубопроводу 5 в патрубок 2 с расходом в пределах 400-600 л/мин. В этих условиях, когда из вакуум-камеры 1 откачивается воздух, под действием атмосферного давления металл 12 поднимаются в вакуум-камеру 1 на барометрическую величину, равную 1,5 м, и покрывает подину камеры. Одновременно в патрубок 2 подводится аргон, как транспортирующий газ. Газ, увеличиваясь в объеме, поднимается по патрубку 2, приводит в движение находящийся здесь металл и приподнимает на некоторую величину уровень зеркала металла 12 в камере 1. Дегазированный металл 12 стекает по другому патрубку 3 обратно в промежуточный ковш. Одновременно по этому патрубку стекает дегазированный в струе камеры металл. При этом выделившиеся из металла газы удаляются из камеры 1 по вакуум-проводу 4.

Расстояние между осями патрубков 2 и 3 составляет 0,6-0,8 внутреннего диаметра вакуум-камеры. Внутренний диаметр патрубков 2 и 3 составляет 180 мм.

В таблице приведены примеры работы вакуум-камеры при различных технологических параметрах процесса непрерывной разливки стали.

В первом примере вследствие малого расстояния между осями патрубков будут образовываться по краям внутренней полости вакуум-камеры застойные зоны, что снижает интенсивность вакуумного обезуглероживания разливаемого металла.

В пятом примере вследствие большого расстояния между патрубками будет происходить размывание струями металла внутренней футеровки вакуум-камеры, что приведет к ее выходу из строя.

В шестом примере, прототипе, вследствие отсутствия второго патрубка не происходит процесса циркуляционного вакуумирования, что приводит к недостаточному вакуумному обезуглероживанию разливаемого металла и, как следствие, к уменьшению выхода годных непрерывнолитых слитков.

В примерах 2-4 вследствие оптимального расстояния между патрубками в зависимости от внутреннего диаметра вакуум-камеры происходит повышение эффективности вакуумирования разливаемого металла и повышается стойкость вакуум-камеры. При этом сокращается объем невакуумированного металла и повышается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества, снижается брак слитков по неметаллическим включениям и наличию в металле вредных газовых включений.

Применение предлагаемой вакуум-камеры позволяет повысить выход непрерывнолитых слитков высокого качества на 2-4%.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ, содержащее вакуум-камеру со сливным патрубком в ее днище, заглубленным в полость промежуточного ковша, при этом вакуум-камера соединена через вакуум-провод с вакуум-насосом, отличающееся тем, что вакуум-камера снабжена дополнительным сливным патрубком с подводящим трубопроводом, при этом расстояние между осями сливных патрубков составляет 0,6 - 0,8 внутреннего диаметра вакуум-камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3