RU2037366C1

RU2037366C1 - Method of flow type vacuumizing of metal upon continuous casting process

Info

Publication number: RU2037366C1
Application number: RU93038317A
Authority: RU
Inventors: В.И. Уманец; В.И. Лебедев; А.Ф. Копылов; И.В. Сафонов; В.Е. Шатохин; В.Н. Пестов; Р.А. Уразаев
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: casting production. SUBSTANCE: method comprises steps of feeding metal, being cast, from a casting ladle into a vacuum chamber, providing a final pressure in that chamber, treating the metal in the vacuum chamber, feeding the metal into an intermediate ladle through a branch pipe and further into molds, drawing ingots from them; upon flow type vacuumizing periodically increasing a level of the metal in the intermediate ladle by a value, consisting (0.4-0.6) of an initial depth of the branch pipe immersion under the metal surface in the intermediate ladle, increasing the metal level in time periods, equal to (0.1-0.9) of time period of casting of the casting ladle. EFFECT: enhanced efficiency. 1 cl, 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 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 патрубок непосредственно в кристаллизатор под уровень металла. При этом 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 происходит разрушение футеровки вакуум-камеры вследствие постоянства уровня металла в ней.There is a method of continuous metal evacuation of 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 metal from the vacuum chamber through the 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. The metal level in the vacuum chamber is kept constant [1]
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. In addition, with the known method, the lining of the vacuum chamber is destroyed due to the constancy of the level of metal in it.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению 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 под уровень через 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 низкая стойкость вакуум-камеры. Это объясняется тем, что уровень металла в вакуум-камере поддерживают постоянным. В этих условиях огнеупорная футеровка внутренней полости боковых стенок вакуум-камеры разъедается металлом на уровне его мениска вследствие колебания и барботажа уровня. В результате возможны разрушение футеровки, прожигание корпуса вакуум-камеры, ее разгерметизация и выход из строя. Сказанное приводит к аварийному прекращению процесса непрерывной разливки металла, что снижает производительность и стабильность процесса непрерывной разливки.The closest in technical essence to the invention is a method of continuous metal evacuation 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 to the intermediate ladle under the level through the pipe and then into crystallizers. 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. The metal level in the vacuum chamber is kept constant [2]
The disadvantage of this method is the low resistance of the vacuum chamber. This is because the metal level in the vacuum chamber is kept constant. Under these conditions, the refractory lining of the inner cavity of the side walls of the vacuum chamber is corroded by the metal at the level of its meniscus due to fluctuation and bubbling of the level. As a result, destruction of the lining, burning of the vacuum chamber body, its depressurization and failure are possible. The foregoing leads to an abnormal termination of the process of continuous casting of metal, which reduces the productivity and stability of the process of continuous casting.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности и стабильности процесса поточного вакуумирования при непрерывной разливке, а также в повышении стойкости вакуум-камеры. The technical effect when using the invention is to increase the productivity and stability of the process of continuous evacuation during continuous casting, as well as to increase the durability of the vacuum chamber.

Указанный технический эффект достигают тем, что металл подают из разливочного ковша в вакуум-камеру, создают в ней остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере, подают металл в промежуточный ковш под уровень через патрубок и далее в кристаллизаторы, вытягивают слитки. The specified technical effect is achieved by the fact that the metal is fed from the casting ladle into the vacuum chamber, creates residual pressure in it, the metal is processed in the vacuum chamber, the metal is fed into the intermediate ladle under the level through the nozzle and then into the molds, the ingots are drawn.

В процессе поточного вакуумирования периодически увеличивают уровень металла в промежуточном ковше на величину 0,4-40,6 начальной глубины погружения патрубка под уровень металла в промежуточном ковше, при этом уровень металла повышают через время, равное 0,1-0,9 времени разливки разливочного ковша. In the process of in-line evacuation, the metal level in the intermediate ladle is periodically increased by a value of 0.4-40.6 of the initial immersion depth of the nozzle under the metal level in the intermediate ladle, while the metal level is increased after a time equal to 0.1-0.9 of the casting time bucket.

Увеличение производительности и стабильности процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, а также повышение стойкости вакуум-камеры будет происходить вследствие периодического повышения уровня металла в вакуум-камере за счет повышения уровня металла в промежуточном ковше. Вместе с этим будет повышаться уровень металла в вакуум-камере на ту же высоту. При этом высота столба металла от уровня в промежуточном ковше до уровня металла в вакуум-камере будет оставаться постоянной, равной 1,5 м при постоянном остаточном давлении в камере, и определяется барометрическим давлением. В процессе периодического подъема уровня металла в вакуум-камере мениск будет контактировать каждый раз с новыми здоровыми участками боковой стенки футеровки. An increase in the productivity and stability of the process of continuous metal evacuation during continuous casting, as well as an increase in the durability of the vacuum chamber, will occur due to a periodic increase in the level of metal in the vacuum chamber due to an increase in the level of metal in the tundish. Along with this, the metal level in the vacuum chamber will increase to the same height. In this case, the height of the metal column from the level in the intermediate ladle to the metal level in the vacuum chamber will remain constant, equal to 1.5 m at a constant residual pressure in the chamber, and is determined by barometric pressure. In the process of periodically raising the metal level in the vacuum chamber, the meniscus will contact each time with new healthy areas of the side wall of the lining.

Диапазон величины периодического подъема уровня металла в промежуточном ковше в пределах 0,4-0,6 начальной глубины погружения патрубка под уровень металла в промежуточном ковше объясняется величиной верхнего слоя металла, участвующего в его барботаже на днище вакуум-камеры. При меньших значениях участки разрушения боковой стенки футеровки вакуум-камеры будут перекрывать друг друга, что приведет к ускоренному износу футеровки. Большие значения устанавливать не имеет смысла, т.к. в этом случае уменьшается частота случаев подъема уровня металла в вакуум-камере. The range of the periodic rise in the level of the metal in the intermediate ladle within 0.4-0.6 of the initial depth of immersion of the pipe under the metal level in the intermediate ladle is explained by the size of the upper metal layer involved in its bubbling on the bottom of the vacuum chamber. At lower values, the areas of destruction of the side wall of the lining of the vacuum chamber will overlap each other, which will lead to accelerated wear of the lining. It does not make sense to set large values, because in this case, the frequency of cases of a rise in the level of the metal in the vacuum chamber decreases.

Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от начальной величины заглубления патрубка под уровень металла в промежуточном ковше. The specified range is set in inverse proportion to the initial value of the depth of the pipe under the metal level in the intermediate ladle.

Диапазон времени, через которое осуществляют подъем уровня металла в промежуточном ковше, в пределах 0,1-0,9 времени разливки разливаемого ковша объясняется закономерностями разрушения и разъедания огнеупорной футеровки вакуум-камеры уровнем металла в ней. При больших значениях будут происходить разрушение футеровки вакуум-камеры и выход ее из строя. При меньших значениях увеличивается частота изменения уровня металла без дальнейшего увеличения стойкости футеровки вакуум-камеры. Указанный диапазон устанавливают в обратной пропорциональной зависимости от времени разливки разливочного ковша. В общем случае предлагаемый способ можно применять при непрерывной разливке нескольких разливочных ковшей в одну и ту же вакуум-камеру. The time range through which the metal level in the intermediate ladle is raised, within 0.1-0.9 of the casting time of the ladle being cast, is explained by the laws of destruction and corrosion of the refractory lining of the vacuum chamber by the metal level in it. At high values, the lining of the vacuum chamber will be destroyed and it will fail. At lower values, the frequency of change in the metal level increases without further increasing the durability of the lining of the vacuum chamber. The specified range is set in inverse proportion to the casting time of the casting ladle. In the General case, the proposed method can be used for continuous casting of several casting ladles in the same vacuum chamber.

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 поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке осуществляют следующим образом. The method of continuous metal evacuation during continuous casting is as follows.

П р и м е р. В процессе обработки металла подают жидкую нераскисленную сталь марки ст3 из разливочного ковша в вакуум-камеру и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,2-0,3 кПа в зависимости от раскисленности стали. Металл подают из вакуум-камеры через огнеупорный патрубок с диаметром проходного отверстия в пределах 180-240 мм. Далее металл из промежуточного ковша подают через удлиненные огнеупорные стаканы в два кристаллизатора под уровень металла, из которых вытягивают слитки. PRI me R. In the process of metal processing, liquid non-oxidized steel of grade st3 is fed from the casting ladle into the vacuum chamber and creates a vacuum in it to the residual pressure required by the technology in the range of 0.2-0.3 kPa, depending on the deoxidation of the steel. Metal is fed from a vacuum chamber through a refractory pipe with a bore diameter in the range of 180-240 mm. Next, the metal from the intermediate ladle is fed through elongated refractory glasses into two molds under the metal level, from which the ingots are drawn.

В процессе поточного вакуумирования периодически увеличивают уровень металла в промежуточном ковше на величину 0,4-0,6 начальной глубины погружения патрубка под уровень металла в промежуточном ковше, при этом уровень металла повышают через время, равное 0,1-0,9 времени разливки разливочного ковша. In the process of in-line evacuation, the metal level in the intermediate ladle is periodically increased by a value of 0.4-0.6 of the initial immersion depth of the nozzle under the metal level in the intermediate ladle, while the metal level is increased after a time equal to 0.1-0.9 of the casting time bucket.

Повышение уровня металла в промежуточном ковше осуществляют посредством уменьшения скорости вытягивания слитков из кристаллизаторов или посредством увеличения расхода металла из разливочного ковша. The increase in the level of metal in the tundish is carried out by reducing the speed of drawing the ingots from the molds or by increasing the consumption of metal from the casting ladle.

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

В первом примере вследствие большого времени между операциями подъема уровня металла в промежуточном ковше и в вакуум-камере происходит разрушение футеровки боковых стенок вакуумной камеры. In the first example, due to the long time between the operations of raising the metal level in the intermediate ladle and in the vacuum chamber, the lining of the side walls of the vacuum chamber is destroyed.

В пятом примере вследствие малого одноразового подъема уровня металла в промежуточном ковше и в вакуум-камере участки разрушения боковой футеровки вакуум-камеры будут перекрывать друг друга, что приведет к ускоренному разрушению футеровки. In the fifth example, due to the small one-time rise in the metal level in the intermediate ladle and in the vacuum chamber, the destruction sections of the side lining of the vacuum chamber will overlap each other, which will lead to accelerated destruction of the lining.

В шестом примере (прототипе) вследствие отсутствия изменения уровня металла в промежуточном ковше и в вакуум-камере происходит разрушение боковой футеровки стенок вакуум-камеры под действием уровня металла в ней. In the sixth example (prototype), due to the absence of a change in the metal level in the intermediate ladle and in the vacuum chamber, the lateral lining of the walls of the vacuum chamber is destroyed by the action of the metal level in it.

В примерах 2-4 вследствие увеличения уровня металла в промежуточном ковше и в вакуум-камере с оптимальной частотой и в оптимальных пределах по высоте увеличивается стойкость футеровки вакуум-камеры, уменьшается ее разрушение во времени. In examples 2-4, due to an increase in the level of metal in the intermediate ladle and in the vacuum chamber, the lining resistance of the vacuum chamber increases and its destruction over time decreases with an optimal frequency and within the optimal height range.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность процесса поточного вакуумирования при непрерывной разливке на 6% за счет устранения аварийных выходов вакуум-камеры из строя. The application of the proposed method allows to increase the productivity of the process of continuous evacuation during continuous casting by 6% by eliminating emergency exits of the vacuum chamber from the system.

Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате. The economic effect is calculated in comparison with the base object, for which the method of continuous metal evacuation during continuous casting, adopted at the Novolipetsk Metallurgical Plant, is accepted.

Claims

METHOD OF FLOW VACUUMING OF METAL DURING CONTINUOUS CASTING, which includes supplying liquid metal from a casting ladle to a vacuum chamber, creating residual pressure in it, treating metal in a vacuum chamber, supplying metal to an intermediate ladle under a level through a branch pipe and then to crystallizers and drawing from them ingots, characterized in that in the process of flow evacuation periodically increase the metal level in the intermediate ladle by 0.4 0.6 the initial depth of immersion of the pipe under the metal level, at That period the increase in metal level is set equal to 0.1 to 0.9 of the casting time of the casting ladle.