RU2065796C1 - Method of metal stream treatment during casting - Google Patents
Method of metal stream treatment during casting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065796C1 RU2065796C1 SU5067033A RU2065796C1 RU 2065796 C1 RU2065796 C1 RU 2065796C1 SU 5067033 A SU5067033 A SU 5067033A RU 2065796 C1 RU2065796 C1 RU 2065796C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- ladle
- pipe
- casting
- gas
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 73
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 7
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 abstract 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003570 air Substances 0.000 description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 9
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 4
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к плавильному производству, и может быть использовано при разливке металла, например при разливке стали из ковша в изложницы, а также в МНЗЛ при разливке из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш и из промежуточного ковша в кристаллизатор. The invention relates to the field of metallurgy, and more particularly to smelting, and can be used in casting metal, for example, when casting steel from a ladle into molds, as well as in continuous casting when casting from a steel ladle to an intermediate ladle and from an intermediate ladle to a mold.
Специфической особенностью процесса разливки из ковша в металлоприемник является контакт струи металла с окружающим воздухом, что приводит к вторичному окислению металла. Исследованиями установлено, что при разливке спокойных сталей происходит дополнительное окисление металла, при этом содержание неметаллических включений возрастает в среднем на 40 80% а сталь насыщается дополнительно азотом и водородом. Это приводит к увеличению поверхностных трещин, росту брака по рванине, насыщению вредными газами, угару легкоокисляющихся компонентов и, в конечном итоге, к существенному ухудшению качества металлопродукции. A specific feature of the casting process from the ladle to the metal receiver is the contact of the metal stream with the surrounding air, which leads to the secondary oxidation of the metal. Studies have established that during the casting of mild steels, additional oxidation of the metal occurs, while the content of non-metallic inclusions increases by an average of 40 to 80% and the steel is additionally saturated with nitrogen and hydrogen. This leads to an increase in surface cracks, growth of flaw defects, saturation with harmful gases, fumes of oxidizable components and, ultimately, to a significant deterioration in the quality of metal products.
Известно решение, обеспечивающее защиту и обработку струи металла при разливке струями инертного газа 3 /1/. Однако, это решение обладает существенным недостатком, заключающимся в повышенной концентрации воздуха, подсасываемого к отдельным струям инертного газа при скоростном их истечении и взаимодействием воздушно-инертной смеси с поверхностью разливаемого металла. A solution is known that provides protection and processing of a metal stream during casting by inert gas streams 3/1 /. However, this solution has a significant drawback, which consists in an increased concentration of air sucked up to individual jets of inert gas during their high-speed flow and the interaction of the air-inert mixture with the surface of the metal being poured.
Известно также решение, при котором вокруг струи металла формируют концентричные две струи инертного газа /2/, при этом дальнобойность и устойчивость этих струй достигается путем значительной кинетической энергии, создаваемой при истечении. Это усложняет реализацию способа и требует обрабатывающего газа высоких энергопараметров, что снижает эффективность газовой обработки. Так, в источнике информации /3/ приведены данные о результатах реализации этого способа, согласно которым эффективная обработки струи металла достигается подачей аргона при расходе 200 300 м3/ч. Это существенно удорожает обработку стали, т.к. в среднем 1 м3 аргона на современных металлургических предприятиях стоит 1 1,6 руб. Кроме того, повышенные параметры инертного газа усложняют экологическую обстановку в зона разливки металла.There is also known a solution in which concentric two jets of inert gas / 2 / are formed around a metal jet, while the range and stability of these jets is achieved by the significant kinetic energy generated upon expiration. This complicates the implementation of the method and requires a processing gas of high energy parameters, which reduces the efficiency of gas processing. So, in the information source / 3 / provides data on the results of the implementation of this method, according to which the effective processing of a metal stream is achieved by feeding argon at a flow rate of 200 300 m 3 / h. This significantly increases the cost of steel processing, as an average of 1 m 3 of argon at modern metallurgical enterprises costs 1.6 rubles. In addition, the increased inert gas parameters complicate the environmental situation in the zone of metal casting.
Известно также техническое решение /4/, согласно которому обработка струи стали во время выпуска ее из ковша в изложницу производится посредством подачи аргона в виде кольцевых струй к дну ковша и вниз к изложнице. В результате такой разливки достигается чистота слитка от оксидных включений при расходе аргона 3 м3/мин или 180 м3/ч. при удельном расходе аргона 1 м3/т стали при давлении аргона 10 кг/см2.There is also known a technical solution / 4 /, according to which the processing of a jet of steel during its release from the ladle into the mold is made by feeding argon in the form of ring jets to the bottom of the ladle and down to the mold. As a result of such casting, the purity of the ingot from oxide inclusions is achieved at an argon flow rate of 3 m 3 / min or 180 m 3 / h. with a specific argon consumption of 1 m 3 / t of steel at an argon pressure of 10 kg / cm 2 .
Значительный расход инертного газа приводит к снижению экономичности обработки и к ухудшению качества слитка и непрерывно-литой заготовки. Это объясняется тем, что увеличение расхода аргона приводит к повышению степени окисления инертной струи окружающим воздухом и к вводу окислительных компонентов и азота непосредственно в струю металла, к развитию турбулизации в зоне контакта скоростной газовой струи с разливаемой сталью, к ренасыщению ее газами, к интенсификации барботажа в металлоприемнике, к затруднению их выделения из объема слитка. Significant inert gas consumption leads to a decrease in processing efficiency and to a deterioration in the quality of the ingot and continuously cast billet. This is explained by the fact that an increase in argon consumption leads to an increase in the degree of oxidation of the inert jet by the surrounding air and to the introduction of oxidizing components and nitrogen directly into the metal stream, to the development of turbulization in the contact zone of the high-speed gas jet with cast steel, to its saturation with gases, to the intensification of bubbling in the metal receiver, to the difficulty of their selection from the volume of the ingot.
Известно техническое решение /5/, направленное на повышение экономичности и качества обработки струи металла, включающее изоляцию струи металла от окружающей атмосферы огнеупорной трубой с принудительным вводом инертного газа в верхнюю часть трубы. Это решение характеризуется сложным креплением трубы, неудобством эксплуатации, затруднением очистки выпускного отверстия в разливочном ковше, низкой эксплуатационной стойкостью, локальным вводом инертного газа, повышенным его расходом при равномерном заполнении полости трубы. Known technical solution / 5 /, aimed at improving the efficiency and quality of processing a metal jet, including the isolation of a metal stream from the surrounding atmosphere with a refractory pipe with the forced inert gas input into the upper part of the pipe. This solution is characterized by complicated pipe fastening, inconvenience of operation, difficulty in cleaning the outlet in the casting ladle, low operational stability, local inert gas injection, increased flow rate with uniform filling of the pipe cavity.
Перечисленные недостатки частично снижены в известном решении /6/, согласно которому инертный газ подают двумя потоками, один из которых направляют внутрь трубы, а другой вдоль ее наружной поверхности, при этом обработку струи металла осуществляют путем ее эффективного дробления и предотвращения ее окисления. Применение данного способа препятствует образованию настылей и приводит к снижению содержания кислорода в атмосфере вокруг струи металла до 5% что при разливке легированных сталей уменьшает содержание крупных оксидных включений примерно в 1,5 раза. Такое решение характеризуется подачей повышенного расхода инертного газа, необходимого для эффективного дробления струи металла, что приводит к интенсивному насыщению струи металла газом и, как следствие, к интенсификации барботажа в металлоприемнике, к затруднению их выделения из объема слитка, что, в конечном итоге, снижает экономичность обработки при невысоком ее качестве. These disadvantages are partially reduced in the known solution / 6 /, according to which the inert gas is supplied in two streams, one of which is directed inside the pipe and the other along its outer surface, while the metal stream is processed by its effective crushing and prevention of its oxidation. The use of this method prevents the formation of deposits and leads to a decrease in the oxygen content in the atmosphere around the metal stream to 5%, which, when casting alloy steels, reduces the content of large oxide inclusions by about 1.5 times. This solution is characterized by the supply of increased inert gas consumption necessary for efficient crushing of the metal jet, which leads to intense saturation of the metal jet with gas and, as a result, to intensification of bubbling in the metal receiver, to the difficulty of their separation from the volume of the ingot, which, ultimately, reduces processing efficiency with its low quality.
На повышение экономичности обработки струи металла направлено известное решение /7/, согласно которому уменьшение проникновения воздуха в разливаемую струю достигают улучшением соединения между разливочным ковшом и металлоприемником, т.е. повышают его герметичность путем ввода под давлением огнеупорной массы в зону примыкания огнеупорной трубы к разливочному ковшу. Такое решение характеризуется конструктивной сложностью и возможностью растрескивания огнеупорной массы при невысоких температурах и вибрациях ковша и трубы в процессе разливки, что снижает экономичность и эффективность обработки. The known solution / 7 / is aimed at increasing the efficiency of metal jet processing, according to which the reduction of air penetration into the pouring jet is achieved by improving the connection between the casting ladle and the metal receiver, i.e. increase its tightness by injecting a refractory mass under pressure into the zone of abutment of the refractory pipe to the casting ladle. This solution is characterized by structural complexity and the possibility of cracking of the refractory mass at low temperatures and vibrations of the ladle and pipe during the casting process, which reduces the cost-effectiveness and processing efficiency.
На упрощение конструкции направлен известный способ обработки струи металла при разливке, включающий выпуск ее из разливочного ковша в металлоприемник через защитную трубу, примыкающую к разливочному ковшу /8/. Согласно данному решению, струю металла изолируют от контакта с атмосферой путем механического прижима верхней части огнеупорной трубы к стакану разливочного ковша и погружения нижней части ниже уровня расплава в металлоприемнике, при этом обеспечивают плотность прижима трубы к ковшу. To simplify the design, a known method of processing a metal stream during casting is directed, including the release of it from the casting ladle into the metal receiver through a protective pipe adjacent to the casting ladle / 8 /. According to this decision, the metal stream is isolated from contact with the atmosphere by mechanical pressing of the upper part of the refractory pipe to the glass of the casting ladle and immersion of the lower part below the melt level in the metal receiver, while ensuring the density of the pipe pressure to the bucket.
В этом решении разливку струи стали осуществляют в герметичном тракте, что достигается газоплотностью прижима защитной трубы к стакану ковша, т.е. качеством и устойчивостью взаимного примыкания огнеупорных изделий. Такое решение обладает существенным недостатком, заключающемся в неполной защите струи металла за счет частичного проникновения воздуха через неплотности в зоне примыкания трубы с ковшом. Подсос воздуха в трубу связан с вибрациями металла в процессе разливки, с несоосностью примыкания трубы к выпускному отверстию разливочного ковша, с возможностью растрескивания трубы в зоне примыкания при усилении механического прижима и заметалливания поверхности примыкания трубы и стакана ковша, со сложностью обеспечения чистоты их контактных поверхностей, связанной с зернистостью огнеупорных изделий. In this solution, the steel stream is cast in an airtight path, which is achieved by the gas density of the protective tube pressing against the bucket glass, i.e. quality and stability of mutual adjacency of refractory products. This solution has a significant drawback consisting in the incomplete protection of the metal stream due to the partial penetration of air through leaks in the area of the junction of the pipe with the bucket. Air suction into the pipe is associated with metal vibrations during the casting process, with misalignment of the pipe adjoining the outlet of the pouring ladle, with the possibility of cracking the pipe in the adjoining zone with increasing mechanical pressure and noticing the contact surface of the pipe and the bucket cup, with the difficulty of ensuring their contact surfaces are clean, associated with the granularity of refractory products.
В результате подсоса воздуха в зоне примыкания трубы к ковшу происходит его внедрение в струю металла за счет разрежения, создаваемого в процессе истечения металла. Это создает условия для насыщения струи металла вредными газовыми компонентами, такими как кислород и азот, что в процессе поступления струи в металлоприемник вызывает их перемешивание в объеме всего металла, а это в конечном итоге снижает качество металла, особенно легированного дорогостоящими добавками. As a result of suction of air in the zone where the pipe adjoins the bucket, it is introduced into the metal stream due to the rarefaction created during the outflow of metal. This creates conditions for the saturation of the metal stream with harmful gas components, such as oxygen and nitrogen, which, when the stream enters the metal receiver, causes them to mix in the volume of the whole metal, and this ultimately reduces the quality of the metal, especially alloyed with expensive additives.
На повышение эффективности обработки направлен способ обработки струи металла при разливке, включающий выпуск ее из ковша в металлоприемник через защитную трубу с обдувом входной части этой трубы и герметизацией ее выходной части (путем погружения в расплав) /9/. Данный способ обладает определенными недостатками, заключающимися в низкой степени обработки струи металла в процессе разливки за счет его слабой дегазации, возможности поглощения струей металла вредных газов, например воздуха, азота, водорода, а также сплошности струи металла при разливке в закрытом пространстве защитной трубы. Указанные недостатки вызываются возможностью проникновения аргона или природного газа, подаваемых на обдув защитной трубы, в смеси с окружающим воздухом в полость трубы за счет разрежения, создаваемого струей металла в зоне истечения из стакана разливочного ковша. Защитно-воздушная смесь поступает в полость трубы через неплотности стыка между трубой и стаканом, создаваемыми при вибрации ковша и трубы в процессе разливки, при заметалливания их контактных поверхностей, при нарушениях работы манипулятора и установки защитной трубы в его посадочное место. Ввод такой газовой смеси в трубу приводит к ее поглощению струей металла, к недопустимому бурлению расплава в металлоприемнике, к захвату шлака с поверхности расплава, к взаимодействию газовых компонентов с алюминием и легирующими добавками, в результате чего снижается эффективность обработки металла и ухудшается качество слитка или непрерывно-литой заготовки. A method for treating a metal stream during casting is directed to increasing the processing efficiency, including its release from the ladle into the metal receiver through a protective pipe with blowing of the input part of this pipe and sealing of its output part (by immersion in the melt) / 9 /. This method has certain disadvantages, namely, the low degree of processing of the metal stream during casting due to its weak degassing, the possibility of absorption by the metal stream of harmful gases, such as air, nitrogen, hydrogen, as well as the continuity of the metal stream when casting in the enclosed space of the protective pipe. These disadvantages are caused by the possibility of the penetration of argon or natural gas supplied to the blowing of the protective pipe, mixed with ambient air into the cavity of the pipe due to the rarefaction created by the metal stream in the zone of outflow from the glass of the casting ladle. The protective-air mixture enters the pipe cavity through the leakage of the joint between the pipe and the glass, created when the bucket and pipe vibrate during the casting process, when their contact surfaces are obscured, when the manipulator malfunctions and the protective pipe is installed in its seat. The introduction of such a gas mixture into the pipe leads to its absorption by a metal stream, to unacceptable melt drilling in the metal receiver, to the capture of slag from the melt surface, to the interaction of gas components with aluminum and alloying additives, as a result of which the metal processing efficiency decreases and the quality of the ingot deteriorates or continuously cast billets.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является способ обработки струи металла при разливке, включающий выпуск металла из ковша в металлоприемник через защитную трубу с герметизацией ее нижней части путем погружения трубы в расплав металлоприемника, а также отсос отходящих газов через зазор между защитной трубой и ковшом (ковшевым стаканом) посредством тангенциальных газовых струй (энергоносителя) 3 /10/. Это решение взято в качестве прототипа. Данный способ обладает существенным недостатком, заключающимся в невысокой степени обработки струи стали в процессе разливки за счет его слабой дегазации при оптимальных расходах энергоносителя. Объясняется это тем, что повышение степени дегазации, т.е. повышение степени отсоса газов из струи металла достигается повышенным расходом энергоносителя (200 300 м3/ч), т.к. данному способу сопутствуют высокие гидравлические потери, вызванные истечением струи энергоносителя в свободное окружающее пространство и потерями на трение с ним. При таком истечении газовых струй имеется возможность подсоса окружающей атмосферы в зону истечения струй, что может привести к контакту окислительных компонентов со струей металла, в особенности при несоосной установке защитной трубы со сталевыпускным отверстием разливочного ковша. Следует также отметить, что истечение струй энергоносителя в свободное пространство вызывает разбрызгивание капель жидкого металла и заметалливание обрабатывающих устройств, особенно сопел в силу их значительного количества (8 12 шт.) и малого диаметра (3 5 мм), что снижает равномерность отсоса и требует увеличения расхода энергоносителя на обработку.The closest in its technical essence and the achieved effect is a method of processing a metal jet during casting, including the release of metal from a ladle into a metal receiver through a protective pipe with sealing of its lower part by immersing the pipe in the molten metal receiver, as well as exhaust gas exhaust through the gap between the protective pipe and bucket (bucket glass) by means of tangential gas jets (energy) 3/10 /. This decision is taken as a prototype. This method has a significant drawback, consisting in the low degree of processing of the steel stream during casting due to its weak degassing at optimal energy consumption. This is explained by the fact that an increase in the degree of degassing, i.e. an increase in the degree of exhaustion of gases from a metal stream is achieved by increased energy consumption (200 300 m 3 / h), because This method is accompanied by high hydraulic losses caused by the outflow of the energy carrier stream into the free environment and friction losses with it. With this outflow of gas jets, there is the possibility of suctioning the surrounding atmosphere into the zone of the outflow of jets, which can lead to contact of the oxidizing components with the metal stream, especially when the protective pipe is misaligned with the steel outlet of the casting ladle. It should also be noted that the outflow of the energy carrier jets into the free space causes the liquid metal droplets to spatter and the processing devices, especially nozzles, to become noticeable due to their significant number (8 12 pcs.) And small diameter (3 5 mm), which reduces the uniformity of suction and requires an increase energy consumption for processing.
Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в повышении качества металла путем увеличения надежности защиты струи от окисления, степени его дегазации и экономичности обработки в целом, т.е. в повышении качества обработки и снижении ее стоимости. The problem solved by the present invention is to improve the quality of the metal by increasing the reliability of the protection of the jet from oxidation, the degree of its degassing and the efficiency of the treatment as a whole, i.e. in improving the quality of processing and reducing its cost.
Достижение задачи осуществляется тем, что в способе обработки струи металла при разливке, включающем выпуск металла из ковша в металлоприемник через защитную трубу с герметизацией ее нижней части путем погружения трубы в расплав металлоприемника, а также отсос отходящих газов через зазор между защитной трубой и ковшом посредством тангенциальных газовых струй, зону примыкания защитной трубы к ковшу помещают в кольцевую камеру, газоуплотненную с ковшом, с кольцевым зазором вокруг защитной трубы, при этом газовую струю энергоносителя формируют тангенциально к боковой стенке внутри этой камеры. The achievement of the task is carried out by the fact that in the method of processing a metal jet during casting, which includes the release of metal from a ladle into a metal receiver through a protective pipe with sealing of its lower part by immersing the pipe in the molten metal receiver, as well as exhaust gas exhaust through the gap between the protective pipe and the ladle by tangential gas jets, the zone of adjoining of the protective pipe to the bucket is placed in an annular chamber, gas-tight with the bucket, with an annular gap around the protective pipe, while the gas jet of the energy carrier tangentially toward the side wall inside this chamber.
Способ поясняется чертежом. Согласно данному способу, разливку расплавленного металла производят путем его выпуска в виде струи 1 из сталевыпускного отверстия стакана 2 разливочного ковша 3 в металлоприемник 4, например при разливке из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш. Для уменьшения вредного воздействия окружающей атмосферы струю металла 1 в процессе разливки изолируют от пространства защитной огнеупорной трубой 5. При этом входную часть трубы 5 устанавливают манипулятором к стакану 2 с равномерным кольцевым зазором 6, обозначенным на чертеже S, между их контактными поверхностями, а выходную часть трубы 5 погружают в расплав металлоприемника, например на 150 300 мм в расплав, находящимся в промежуточном ковше при разливке на МНЛЗ. Зону примыкания стакана 2 к входной части защитной трубы 5 помещают в кольцевую камеру 7, газоуплотняют сверху с ковшом 3, например с коллектородержателем шиберного затвора при использовании шибера, содержащего сталеразливочный стакан 2 с выпускным отверстием для слива металла. Камеру 7 устанавливают так, что при установке в процессе разливки защитной трубы 5 между камерой 7 и наружным диаметром входной части трубы 5 имеется кольцевой зазор 9, соединяющий полость камеры с окружающим пространством. В верхней части полости камеры 7 формируют тангенциальную струю энергоносителя путем его ввода через сопло 8, расположенное тангенциально в боковой стенке кольцевой камеры 7. После установки защитной трубы 5 в полость камеры 7 подают под давлением энергоноситель через тангенциальное сопло 8, который формирует на боковой стенке камеры закрученный активный поток, создавая внутри себя область пониженного давления (разрежение), куда эжектируется (отсасывается) через зазор 6 газ, растворенный в струе жидкого металла. В качестве энергоносителя может быть использован аргон, азот, воздух и другие газы. Отсасываемый из металла газ вовлекается высокоскоростной струей энергоносителя во вращательное движение по боковой стенке камеры 7 и вместе с ним выносится через кольцевой зазор между стенкой камеры 7 и защитной трубой 5 в окружающее пространство. Формирование вращающегося потока тангенциально боковой стенке кольцевой камеры устраняет гидравлические потери на трение с окружающим пространством в сравнении с прототипом, чем значительно повышает эжектирующий эффект закрученной струи энергоносителя в зоне отсоса при заданном его расходе, при этом криволинейность (закрученность) газовой струи сохраняется в течение большого времени, т.е. количество движения струи энергоносителя сохраняется на более длительном пути. The method is illustrated in the drawing. According to this method, the casting of molten metal is carried out by its release in the form of a jet 1 from a steel outlet of a glass 2 of a casting ladle 3 into a metal receiver 4, for example, when casting from a steel casting ladle into an intermediate ladle. To reduce the harmful effects of the surrounding atmosphere, the metal stream 1 during the casting process is isolated from space by a protective refractory pipe 5. In this case, the inlet part of the pipe 5 is mounted with the manipulator to the glass 2 with a uniform annular gap 6, indicated in Figure S, between their contact surfaces, and the output part the pipes 5 are immersed in the melt of the metal receiver, for example 150 to 300 mm in the melt located in the intermediate ladle during casting at the continuous casting machine. The area adjacent to the cup 2 to the inlet of the protective tube 5 is placed in the annular chamber 7, gas sealed on top with a bucket 3, for example, with a gate valve collector when using a gate containing a steel-pouring cup 2 with an outlet for draining metal. The chamber 7 is installed so that when installing a protective pipe 5 during casting, between the chamber 7 and the outer diameter of the inlet part of the pipe 5, there is an annular gap 9 connecting the chamber cavity with the surrounding space. In the upper part of the cavity of the chamber 7, a tangential jet of energy is formed by introducing it through a nozzle 8 located tangentially in the side wall of the annular chamber 7. After installing the protective tube 5, the energy carrier is supplied under pressure through the tangential nozzle 8, which forms on the side wall of the chamber swirling active flow, creating inside itself a region of reduced pressure (rarefaction), where gas dissolved in a stream of liquid metal is ejected (suctioned) through gap 6. Argon, nitrogen, air and other gases can be used as an energy carrier. The gas sucked out of the metal is drawn into the rotational movement along the side wall of the chamber 7 by a high-speed jet of energy carrier and is carried out through the annular gap between the wall of the chamber 7 and the protective tube 5 into the surrounding space. The formation of a rotating flow tangentially to the side wall of the annular chamber eliminates hydraulic friction losses with the surrounding space in comparison with the prototype, which significantly increases the ejection effect of the swirling energy carrier in the suction zone at a given flow rate, while the curvature (swirling) of the gas stream remains for a long time , i.e. the amount of movement of the jet of energy is stored on a longer path.
Таким образом, в предложенном техническом решении в сравнении с прототипом значительно выше создаваемое разрежение при одинаковом расходе газа-энергоносителя или разрежение, создаваемое в прототипе, достигается значительно меньшим расходом газа (в 1,5 2 раза). Создание в зоне отсоса газов из металла более значительного разрежения дополнительно снижает плотность струи жидкой стали, повышает ее массообменные процессы и увеличивает степень дегазации металла за счет снижения парциального давления растворенных газов. Thus, in the proposed technical solution, in comparison with the prototype, the vacuum created at the same gas flow rate is much higher or the vacuum created in the prototype is achieved by a significantly lower gas consumption (1.5–2 times). The creation of a more significant rarefaction in the suction zone of gas from a metal further reduces the density of the liquid steel jet, increases its mass transfer processes and increases the degree of metal degassing by reducing the partial pressure of dissolved gases.
Таким образом, в результате реализации данного способа достигается высокая степень защиты струи и дегазации металла при невысоком (оптимальном) расходе энергоносителя, повышается степень безгазового диспергирования струи металла, исключается поступление окружающей атмосферы в зону выпуска стали из ковша, снижается разбрызгивание расплавленного металла, упрощаются конструкции и повышается эксплуатационная надежность обрабатывающих устройств, т. е. достигается задача, заключающаяся в повышении качества обрабатываемого металла и экономичности процесса обработки. Thus, as a result of the implementation of this method, a high degree of protection of the jet and degassing of the metal is achieved at a low (optimal) energy consumption, the degree of gas-free dispersion of the metal jet is increased, the ambient atmosphere is excluded from the steel outlet from the ladle, molten metal spatter is reduced, designs are simplified and the operational reliability of processing devices is increased, i.e., the task is achieved of improving the quality of the processed metal and eco nomicity of the processing process.
Пример конкретного выполнения предлагаемого способа. An example of a specific implementation of the proposed method.
Исходные данные:
1. Сопоставление предложения производили в сравнении с решением, взятым в качестве прототипа и используемым на установках непрерывной разливки стали электросталеплавильного цеха.Initial data:
1. Comparison of the proposal was made in comparison with the solution taken as a prototype and used in installations for continuous casting of steel in the electric furnace shop.
2. Разливочный ковш ковш емкостью 150 т. 2. Casting bucket with a capacity of 150 tons.
3. Диаметр выпускного отверстия стакана 70 мм. 3. The diameter of the outlet of the glass 70 mm.
4. Разливку осуществляют посредством использования защитной кварцевой трубы. 4. The casting is carried out by using a protective quartz tube.
5. Размеры трубы:
диаметр внутренний 140 мм
диаметр наружный 190 мм;
диаметр наружный (входной части) 310 мм;
высота трубы 1000 мм
6. Диаметр кольцевой камеры 350 мм.5. Pipe dimensions:
inner diameter 140 mm
outer diameter 190 mm;
outer diameter (inlet) 310 mm;
pipe height 1000 mm
6. The diameter of the annular chamber is 350 mm.
7. Глубина погружения трубы в расплав 150 300 мм. 7. The depth of immersion of the pipe into the melt 150 300 mm.
8. Высота зазора между стаканами ковша и входной частью защитной трубы - 10 мм. 8. The height of the gap between the bucket glasses and the inlet of the protective tube is 10 mm.
9. Скорость истечения газовой струи 100 150 м/с. 9. The velocity of the gas stream 100 150 m / s.
При сопоставлении проб, отобранных от 20-ти плавок предложения и прототипа, получены следующие средние фактические результаты. ТТТ1 When comparing samples taken from 20 heats of proposal and prototype, the following average actual results were obtained. TTT1
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5067033 RU2065796C1 (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Method of metal stream treatment during casting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5067033 RU2065796C1 (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Method of metal stream treatment during casting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2065796C1 true RU2065796C1 (en) | 1996-08-27 |
Family
ID=21615521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5067033 RU2065796C1 (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Method of metal stream treatment during casting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2065796C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2229955C1 (en) * | 2003-01-15 | 2004-06-10 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Apparatus for protecting metal stream at continuous casting of steel |
| RU2240893C1 (en) * | 2003-08-07 | 2004-11-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Metal stream gas protection apparatus |
| CN108127110A (en) * | 2017-02-28 | 2018-06-08 | 安徽工业大学 | A kind of molten steel transfer device for protecting tapping and the electric furnace steel-making system that tapping can be protected |
| CN108130399A (en) * | 2017-02-28 | 2018-06-08 | 安徽工业大学 | A kind of electric furnace for protecting tapping and the method for electric furnace protection tapping |
| CN108127090A (en) * | 2017-02-28 | 2018-06-08 | 安徽工业大学 | A kind of molten steel alloying device in protection tapping process and the electric furnace steel-making system with the device |
| RU2741611C1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Device for steel supply and mixing in crystallizer of continuous casting plant |
| RU2804213C1 (en) * | 2022-08-18 | 2023-09-26 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Device for protecting metal jet during casting |
-
1992
- 1992-07-02 RU SU5067033 patent/RU2065796C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Заявка Франции N 2403852, B 22D 11/10, 1981. 2. Авторское свидетельство СССР N 136562, B 22D 11/10, 1947. 3. Бюллетень института "Черметинформации", N 13, 1988, с.36. 4. Патент Франции N 1361165, B 22D 7/00, 1972. 5. Патент Японии N 53-6930, B 22D 11/10, 1978. 6. Авторское свидетельство СССР N 664744, B 22D 11/10, 1979. 7. Заявка Франции N 2437898, B 22D 11/10, 1980. 8. Заявка Франции N 2328536, B 22D 11/10, 1977. 9. Пошиванов А.М. и др. "Защита от вторичного окисления и азотирования стали при разливке на ММЛЗ", журнал "Сталь", N 2, 1988, с.22-24, рис.2. 10. Авторское свидетельство СССР N 1764670, B 22D 7/00, 1992. * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2229955C1 (en) * | 2003-01-15 | 2004-06-10 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Apparatus for protecting metal stream at continuous casting of steel |
| RU2240893C1 (en) * | 2003-08-07 | 2004-11-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Metal stream gas protection apparatus |
| CN108127110A (en) * | 2017-02-28 | 2018-06-08 | 安徽工业大学 | A kind of molten steel transfer device for protecting tapping and the electric furnace steel-making system that tapping can be protected |
| CN108130399A (en) * | 2017-02-28 | 2018-06-08 | 安徽工业大学 | A kind of electric furnace for protecting tapping and the method for electric furnace protection tapping |
| CN108127090A (en) * | 2017-02-28 | 2018-06-08 | 安徽工业大学 | A kind of molten steel alloying device in protection tapping process and the electric furnace steel-making system with the device |
| CN108127110B (en) * | 2017-02-28 | 2023-06-09 | 安徽工业大学 | A molten steel transfer device capable of protecting tapping and an electric furnace steelmaking system capable of protecting tapping |
| CN108130399B (en) * | 2017-02-28 | 2023-10-20 | 安徽工业大学 | Electric furnace capable of protecting tapping and method for protecting tapping by electric furnace |
| CN108127090B (en) * | 2017-02-28 | 2023-12-01 | 安徽工业大学 | Molten steel alloying device for protecting tapping process and electric furnace steelmaking system with same |
| RU2741611C1 (en) * | 2020-02-27 | 2021-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Device for steel supply and mixing in crystallizer of continuous casting plant |
| RU2804213C1 (en) * | 2022-08-18 | 2023-09-26 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Device for protecting metal jet during casting |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU695201B2 (en) | Process for vacuum refining of molten steel | |
| JPH02141540A (en) | Method and device for manufacturing copper with low oxygen content | |
| US5340379A (en) | Jet flow device for injecting gas into molten metal and process | |
| RU2065796C1 (en) | Method of metal stream treatment during casting | |
| CN111518992B (en) | Tank type single-nozzle refining furnace and vacuum refining method | |
| US3759700A (en) | Process of refining metal melts by supersonic oxygen blow | |
| JPH05171253A (en) | Method of desulfurizing molten steel | |
| JPS57192214A (en) | Molten steel-refining method and apparatus therefor | |
| JP2724035B2 (en) | Vacuum decarburization of molten steel | |
| JPS61235506A (en) | Heating method for molten steel in a ladle | |
| JP2728184B2 (en) | Oxygen top-blowing vacuum decarburization of molten steel | |
| RU1806036C (en) | Method of treatment of metal jet during teeming | |
| JPS6334202B2 (en) | ||
| SU1330176A1 (en) | Method of treating metal | |
| RU1836442C (en) | Chamber unit for melted metal refining | |
| SU1766966A1 (en) | Method for working of liquid metal in the ladle | |
| JP3118606B2 (en) | Manufacturing method of ultra-low carbon steel | |
| RU2325448C2 (en) | Method of steel ladle metallurgy | |
| JPS57202953A (en) | Charging device for steel | |
| SU1357434A1 (en) | Method of working liquid steel | |
| JP2005264264A (en) | Method and apparatus for vacuum refining of molten steel | |
| JPH05320739A (en) | Vacuum refining method | |
| JPH01136922A (en) | Converter blowing method | |
| Messing | Large-scale Vacuum Treatment of Steel: Developments by Standard-Messo | |
| JP2000096127A (en) | Molten steel dehydrogenation method |