RU2060101C1

RU2060101C1 - Method of treatment of metal in process of continuous casting

Info

Publication number: RU2060101C1
Application number: RU93054973A
Authority: RU
Inventors: В.И. Уманец; В.И. Лебедев; Г.Н. Ролдугин; В.В. Рябов; В.В. Капнин; И.В. Сафонов; А.Ф. Копылов; С.М. Чиграй; М.К. Филяшин; А.И. Дагман
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1996-05-20

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: method of treatment of metal in process of continuous casting consists in supply of molten metal out of casting ladle into vacuum chamber, treatment of metal in vacuum chamber, supply of metal into intermediate ladle through branch pipe and further on into moulds. Metal is fed into intermediate ladle through two branch pipes. After rise of level of metal in intermediate ladle above lower butts of branch pipes and sealing of vacuum chamber with molten metal inert gas is fed in turn through branch pipes and circulation vacuum treatment is carried out in addition to jet vacuum treatment. In process of vacuum treatment direction of flow of metal in each branch pipe is charged periodically to opposite one. EFFECT: enhanced efficiency of vacuum treatment. 1 dwg

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 в процессе непрерывной разливки, 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 патрубки непосредственно в кристаллизаторы под уровень металла. В этих условиях вакуум-камера служит закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-насосами [1]
Недостатком известного способа является недостаточная производительность и стабильность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в случае нарушения герметичности вакуум-камеры происходит переполнение кристаллизаторов. 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.A known method of processing metal in a continuous casting process, comprising supplying liquid metal from a casting ladle to a vacuum chamber, creating a vacuum therein to the residual pressure required by the technology, supplying metal from the vacuum chamber through nozzles directly to the molds under the metal level. Under these conditions, the vacuum chamber serves as a closed intermediate bucket connected to vacuum pumps [1]
The disadvantage of this method is the lack of performance and stability 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, overflow of crystallizers occurs. Under these conditions, the continuous casting process is terminated. In addition, with the known method, it is impossible to adjust the flow of metal into the molds depending on the changing technological parameters of the casting process.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обработки металла в процессе непрерывной разливки, 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 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 [2]
Недостатком известного способа является недостаточная производительность и качество разливаемого металла. Это объясняется тем, что часть металла, находящегося в начале разливки в промежуточном ковше, не подвергается поточному струйному вакуумированию. В результате этого в металле непрерывнолитых слитков не уменьшается содержание водорода, азота и неметаллических включений. Сказанное приводит к браку непрерывнолитых слитков. При этом снижается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества.Closest to the invention, the technical essence is a method of processing metal in a continuous casting process, including 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 to the intermediate ladle through a separate nozzle and then to crystallizers through elongated pouring 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 [2]
The disadvantage of this method is the lack of performance and quality of the cast metal. This is due to the fact that part of the metal located at the beginning of casting in the intermediate ladle is not subjected to continuous jet evacuation. As a result of this, the content of hydrogen, nitrogen and non-metallic inclusions in the metal of continuously cast ingots does not decrease. The foregoing leads to the marriage of continuously cast ingots. This reduces the productivity of continuously cast ingots of high quality.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности получения непрерывнолитых слитков высокого качества, а также в повышении производительности и эффективности процесса поточного вакуумирования. The technical effect when using the invention is to increase the productivity of producing continuously cast ingots of high quality, as well as to increase the productivity and efficiency of the process of continuous evacuation.

Указанный технический эффект достигают тем, что подают жидкий металл из разливочного ковша в вакуум-камеру, обрабатывают металл в вакуум-камере, подают металл в промежуточный ковш через патрубок и далее в кристаллизаторы. Металл подают в промежуточный ковш через два патрубка. После подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижних торцов патрубков и герметизации вакуум-камеры жидким металлом в патрубки попеременно периодически подают инертный газ и дополнительно к струйному поточному вакуумированию осуществляют процесс циркуляционного вакуумирования. В процессе вакуумной обработки периодически изменяют направление движения металла в каждом патрубке на противоположное. The indicated technical effect is achieved by supplying liquid metal from a casting ladle to a vacuum chamber, processing the metal in a vacuum chamber, supplying metal to an intermediate ladle through a branch pipe and then to crystallizers. The metal is fed into the intermediate ladle through two nozzles. After the metal level in the intermediate ladle rises above the lower ends of the nozzles and the vacuum chamber is sealed with liquid metal, inert gas is alternately periodically supplied to the nozzles and, in addition to the jet stream vacuum, a circulating vacuum is carried out. In the process of vacuum treatment periodically change the direction of movement of the metal in each pipe to the opposite.

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 проточной вакуум-камере. При этом процессу вакуумирования будет подвергаться весь разливаемый металл, начиная с его первых порций, наполняющих промежуточный ковш в начале непрерывной разливки, за счет циркуляционного вакуумирования. An increase in the productivity of producing continuously cast high-quality ingots will occur due to an increase in the efficiency of the evacuation process under conditions of simultaneous combination of two types of evacuation: circulating and degassing of the metal layer jet in a flowing vacuum chamber. In this case, the entire metal to be poured will be subjected to the evacuation process, starting with its first portions filling the intermediate ladle at the beginning of continuous casting, due to circulation evacuation.

Периодическая попеременная подача инертного газа в каждый патрубок и связанное с этим изменение движения металла в них на обратное объясняется необходимостью барботажа слоя металла на днище вакуум-камеры, повышения эффективности вакуумной обработки этого слоя и устранения застойных зон жидкого металла в вакуумной камере. The periodic alternate supply of inert gas to each nozzle and the associated reverse movement of the metal in them is due to the need to bubble the metal layer on the bottom of the vacuum chamber, increase the efficiency of vacuum treatment of this layer and eliminate stagnant zones of liquid metal in the vacuum chamber.

На чертеже показана схема установки для обработки металла в процессе непрерывной разливки. The drawing shows a diagram of a plant for processing metal in a continuous casting process.

Установка для осуществления способа обработки металла в процессе непрерывной разливки состоит из разливочного ковша 1, вакуум-камеры 2, патрубков 3 и 4, промежуточного ковша 5, разливочных стаканов 6, кристаллизаторов 7, вакуум-провода 8, трубопроводов 9 и 10. Позицией 11 обозначен жидкий металл, 12 уровень металла в промежуточном ковше, 13 непрерывнолитой слиток. Installation for implementing a method of processing metal in a continuous casting process consists of a casting ladle 1, a vacuum chamber 2, nozzles 3 and 4, an intermediate ladle 5, casting glasses 6, molds 7, a vacuum wire 8, pipelines 9 and 10. Position 11 is indicated liquid metal, 12 metal level in the intermediate ladle, 13 continuously cast ingot.

Способ обработки металла в процессе непрерывной разливки осуществляют следующим образом. The metal processing method in the continuous casting process is as follows.

П р и м е р. В начале процесса непрерывной разливки подают жидкую нераскисленную сталь 11 марки ст3 из разливочного ковша 1 емкостью 350 т в вакуумную камеру 2 и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,3-0,8 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуум-провода 8, соединенного с вакуум-насосом. Металл 11 подают из вакуум-камеры 2 в промежуточный ковш 5 емкостью 50 т двумя струями через два огнеупорных патрубка 3 и 4, заглубленных в полость промежуточного ковша 5. Далее металл 11 из промежуточного ковша 5 подают через удлиненные огнеупорные стаканы 6 в два кристаллизатора 7 под уровень металла. Из кристаллизаторов 7 вытягивают непрерывнолитые слитки 13 сечением 250х1600 мм со скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. Расход металла из промежуточного ковша 5 регулируют при помощи стапельных механизмов (на чертеже не показаны). PRI me R. At the beginning of the continuous casting process, liquid unrefined steel 11, grade c3, is supplied from a casting ladle 1 with a capacity of 350 tons to the vacuum chamber 2 and creates a vacuum in it to the residual pressure required by the technology in the range of 0.3-0.8 kPa, depending on the deoxidation of the steel. The vacuum is created by means of a vacuum wire 8 connected to a vacuum pump. The metal 11 is fed from the vacuum chamber 2 into the intermediate ladle 5 with a capacity of 50 tons by two jets through two refractory nozzles 3 and 4 buried in the cavity of the intermediate ladle 5. Next, the metal 11 from the intermediate ladle 5 is fed through elongated refractory glasses 6 into two molds 7 under metal level. Continuous cast ingots 13 with a cross section of 250x1600 mm are drawn from crystallizers 7 at a speed in the range of 0.6-1.2 m / min. The consumption of metal from the intermediate ladle 5 is regulated using slipway mechanisms (not shown in the drawing).

В начале наполнения промежуточного ковша 5 металлом 11 выше нижних торцов патрубков 3 и 4 и герметизации вакуум-камеры 2 уровнем 12 жидкого металла начинают понижать остаточное давление в вакуум-камере 2 до необходимого по технологии остаточного давления. При достижении необходимого остаточного давления в вакуум-камере 2 в патрубки 3 и 4 по трубопроводам соответственно 9 и 10 попеременно и периодически подают инертный газ аргон с расходом 400-800 л/мин. При этом производят одновременно два совмещенных процесса вакуумной обработки металла: струйное проточное в вакуум-камере и циркуляционное через патрубки. При помощи периодической подачи инертного газа к каждому из патрубков изменяют направление движения металла в каждом патрубке на обратное. В этих условиях слив металла из вакуум-камеры 2 производят попеременно через каждый патрубок 3 или 4. At the beginning of filling the intermediate ladle 5 with metal 11 above the lower ends of the nozzles 3 and 4 and sealing the vacuum chamber 2 with a level 12 of liquid metal, they begin to lower the residual pressure in the vacuum chamber 2 to the residual pressure required by the technology. When the required residual pressure in the vacuum chamber 2 is reached, pipes 3 and 4 through the pipes 9 and 10, respectively, are supplied with an inert gas argon alternately and periodically with a flow rate of 400-800 l / min. In this case, two combined processes of vacuum processing of metal are simultaneously produced: jet flow in the vacuum chamber and circulation through the nozzles. By periodically supplying inert gas to each of the nozzles, the direction of movement of the metal in each nozzle is reversed. Under these conditions, the metal is drained from the vacuum chamber 2 alternately through each pipe 3 or 4.

В нашем примере смену направления слива металла из вакуум-камеры производят с периодичностью 1-10 мин в зависимости от весового расхода металла из разливочного ковша 1. In our example, the direction of the discharge of metal from the vacuum chamber is changed at a frequency of 1-10 minutes, depending on the weight flow of metal from the casting ladle 1.

Благодаря смене патрубков, по которым сливается металл из вакуум-камеры, изменяется его направление движения на днище вакуум-камеры. Сказанное приводит к перемешиванию слоя металла, что вызывает повышение эффективности вакуумирования и устраняет наличие застойных зон по периметру днища вакуум-камеры. Due to the change of nozzles along which the metal is drained from the vacuum chamber, its direction of movement on the bottom of the vacuum chamber changes. The foregoing leads to a mixing of the metal layer, which causes an increase in the efficiency of evacuation and eliminates the presence of stagnant zones around the perimeter of the bottom of the vacuum chamber.

В этих условиях повышается эффективность процесса вакуумирования металла в зависимости от его раскисленности и весового расхода. При этом сокращаются объемы невакуумированного металла и повышается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества, снижается брак слитков по неметаллическим включениям и наличию в металле вредных газовых включений. Under these conditions, the efficiency of the metal evacuation process increases, depending on its deoxidation and weight flow. At the same time, the volumes of non-evacuated metal are reduced and the productivity of producing continuously cast high-quality ingots is increased, the marriage of ingots by non-metallic inclusions and the presence of harmful gas inclusions in the metal is reduced.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить выход непрерывнолитых слитков высокого качества на 6-8% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ обработки металла, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате. The application of the proposed method allows to increase the yield of continuously cast ingots of high quality by 6-8%. The economic effect is calculated in comparison with the base object, for which the metal processing method used at the Novolipetsk Metallurgical Plant is taken.

Claims

A method of processing metal in a continuous casting process, including supplying liquid metal from a casting ladle to a vacuum chamber, jet stream metal evacuation of a metal in a vacuum chamber and supplying metal from it through a pipe to an intermediate ladle and further to crystallizers, characterized in that the metal is fed from vacuum chambers into the intermediate ladle using an additional nozzle, after raising the metal level in the intermediate ladle above the lower ends of the nozzles and sealing the vacuum chamber with liquid metal in addition to jet sweat full-time evacuation, circulating evacuation of the metal located in the intermediate ladle is carried out, while in the process of vacuum treatment the direction of movement of the metal in each nozzle is periodically reversed by alternating periodic inert gas supply to them.