RU2037371C1

RU2037371C1 - Apparatus for flow-line vacuum processing of continuously cast metal

Info

Publication number: RU2037371C1
Application number: RU93038358A
Authority: RU
Inventors: В.И. Уманец; В.И. Лебедев; В.В. Рябов; В.В. Капнин; И.В. Сафонов; С.М. Чиграй
Original assignee: Акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: vacuum processing of metal in the process of continuous casting. SUBSTANCE: apparatus has pouring ladle with pouring cup disposed in ladle bottom, evacuator with branch pipe mounted in its bottom and extending into intermediate ladle and vacuum line communicated with vacuum pump. Branch pipe is made in the form of two concentric refractory tubes positioned in spaced relation one within the other and interconnected through longitudinal webs disposed in space between tubes. Inner tube has length exceeding that of outer tube and is positioned so that its ends extend beyond ends of outer tube. Outer tube is provided with supply pipeline. EFFECT: increased capacity, simplified construction and enhanced reliability in operation. 2 dwg

Description

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

Известно устройство для поточного вакуумирования металлов при непрерывной разливке, включающее вакуумкамеру с патрубками, входящими непосредственно в кристаллизаторы. Разливочный ковш установлен на вакуумкамере. В этих условиях вакуумкамера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуумнасосами [1]
Недостатком известного устройства 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, невозможна регулировка расхода металла в кристаллизаторы в зависимости от изменяющихся технологических параметров процесса разливки.A device for continuous evacuation of metals during continuous casting, including a vacuum chamber with nozzles entering directly into the molds. The casting ladle is mounted on a vacuum chamber. Under these conditions, the vacuum chamber serves as a hermetically sealed intermediate bucket connected to vacuum pumps [1]
A disadvantage of the known device 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, it is impossible to adjust the flow of metal into the molds depending on the changing technological parameters of the casting process.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающее вакуумкамеру с патрубком, установленным в ее днище и входящим в промежуточный ковш, а также вакуумпровод, соединенный с вакуумным насосом. Разливочный ковш установлен на вакуумкамере. Расход металла из промежуточного ковша регулируют при помощи стопоров. После подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижнего торца патрубка и герметизации вакуум-камеры жидким металлом начинают производить уменьшение остаточного давления в камере [2]
Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество разливаемого металла. Это объясняется тем, что часть плавки разливается в условиях отсутствия вакуумирования вследствие необходимости создания остаточного давления в вакуумкамере. Эта операция производится во времени. Кроме того, весь объем металла, находящийся в начале разливки в промежуточном ковше, не подвергается вакуумированию. В результате этого в металле непрерывнолитых слитков не уменьшается содержание водорода, азота и неметаллических включений. Это приводит к браку непрерывнолитых слитков. При этом снижается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества.The closest in technical essence to the invention is a device for continuous metal evacuation during continuous casting, including a vacuum chamber with a nozzle installed in its bottom and included in the intermediate ladle, as well as a vacuum pipe connected to a vacuum pump. The casting ladle is mounted on a vacuum chamber. 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 end of the nozzle and sealing the vacuum chamber with liquid metal, they begin to reduce the residual pressure in the chamber [2]
A disadvantage of the known device is the unsatisfactory quality of the cast metal. This is due to the fact that part of the melting is bottled in the absence of evacuation due to the need to create residual pressure in the vacuum chamber. This operation is performed in time. In addition, the entire volume of metal at the beginning of casting in the tundish is not subjected to 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. This 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. The technical effect when using the invention is to increase the productivity of continuously cast ingots of high quality.

Указанный технический эффект достигается тем, что устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке включает разливочный ковш с разливочным стаканом в его днище, вакуумкамеру с патрубком, установленным в ее днище и входящим в промежуточный ковш, а также вакуумпровод, соединенный с вакуумнасосом. Патрубок выполнен в виде двух концентрических огнеупорных труб, расположенных с зазором одна в другой и соединенных между собой продольными перемычками, расположенными в зазоре. Длина внутренней трубы больше длины внешней трубы, торцы которой выступают за оба торца внешней трубы. Внешняя труба снабжена подводящим трубопроводом. The specified technical effect is achieved by the fact that the device for continuous metal evacuation during continuous casting includes a casting ladle with a casting cup in its bottom, a vacuum chamber with a nozzle installed in its bottom and included in the intermediate ladle, and also a vacuum pipe connected to the vacuum pump. The nozzle is made in the form of two concentric refractory pipes located with a gap one in the other and interconnected by longitudinal jumpers located in the gap. The length of the inner pipe is greater than the length of the outer pipe, the ends of which protrude beyond both ends of the outer pipe. The outer pipe is equipped with a supply pipe.

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 металла в проточной вакуумкамере. 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 a metal stream in a flow-through 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.

Выполнение патрубка в виде концентрических огнеупорных труб объясняется необходимостью обеспечения процесса циркуляционного вакуумирования металла, с одной стороны, а с другой, для обеспечения условий размещения патрубков в днище вакуумкамеры, имеющей ограниченные размеры. The implementation of the pipe in the form of concentric refractory pipes is explained by the need to ensure the process of circulating metal evacuation, on the one hand, and on the other, to ensure the conditions for the placement of pipes in the bottom of the vacuum chamber, which has limited dimensions.

Выполнение огнеупорных труб различной длины объясняется необходимостью разделения потоков металла при его сливе из вакуумкамеры через внутреннюю трубу в промежуточный ковш и подаче металла через зазор между трубами в вакуумкамеру в процессе циркуляционного вакуумирования. The implementation of refractory pipes of various lengths is explained by the necessity of separating the metal flows when it is drained from the vacuum chamber through the inner pipe to the intermediate ladle and supplying metal through the gap between the pipes into the vacuum chamber during the circulation pumping process.

Снабжение внешней трубы подводящим трубопроводом объясняется необходимостью подачи инертного газа в зазор между трубами для обеспечения процесса циркуляционного вакуумирования. The supply of the external pipe with the supply pipe is explained by the need to supply inert gas to the gap between the pipes to ensure the process of circulating evacuation.

Снабжение патрубка продольными перемычками, расположенными в зазоре между трубами, объясняется необходимостью крепления внутренней трубы. The supply of the pipe with longitudinal jumpers located in the gap between the pipes is explained by the need to fix the inner pipe.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства, продольный разрез; на фиг. фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device, a longitudinal section; in FIG. FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Устройство состоит из разливочного ковша 1, вакуумкамеры 2, внешней трубы 3, внутренней трубы 4, перемычек 5, промежуточного ковша 6, разливочных стаканов 7, кристаллизаторов 8, вакуумпровода 9, трубопровода 10. Позицией 11 обозначен жидкий металл, 12 уровень металла в промежуточном ковше, 13 непрерывнолитой слиток. The device consists of a casting ladle 1, a vacuum chamber 2, an outer pipe 3, an inner pipe 4, jumpers 5, an intermediate ladle 6, pouring glasses 7, crystallizers 8, a vacuum pipe 9, a pipe 10. Position 11 denotes liquid metal, 12 the level of metal in the intermediate ladle 13 continuously cast ingot.

Устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке работает следующим образом. A device for continuous metal evacuation during continuous casting works as follows.

П р и м е р. В начале процесса непрерывной разливки подают нераскисленную сталь 11 марки ст3 из разливочного ковша 1 емкостью 350 т в вакуумкамеру 2 и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,2-0,5 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуумпровода 9, соединенного с вакуумнасосом. Металл 11 подают из вакуумкамеры 2 в промежуточный ковш 6 емкостью 50 т через огнеупорную трубу 4. Далее металл 11 из промежуточного ковша 6 подают через удлиненные огнеупорные стаканы 7 в кристаллизаторы 8 под уровень металла. Из кристаллизаторов 8 вытягивают непрерывнолитые слитки 13 сечением 250х1600 мм с переменной скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. Расход металла из промежуточного ковша 6 регулируют при помощи стопорных механизмов (на чертежах не показаны). PRI me R. At the beginning of the continuous casting process, unreacted steel 11 of steel grade 3 from a casting ladle 1 with a capacity of 350 tons is fed into a vacuum chamber 2 and a vacuum is created in it to the residual pressure required by the technology within 0.2-0.5 kPa, depending on the deoxidation of the steel. The vacuum is created by means of a vacuum pipe 9 connected to a vacuum pump. The metal 11 is fed from the vacuum chamber 2 to the intermediate ladle 6 with a capacity of 50 tons through the refractory pipe 4. Next, the metal 11 from the intermediate ladle 6 is fed through elongated refractory glasses 7 to the molds 8 under the metal level. Continuous cast ingots 13 with a cross section of 250x1600 mm are pulled out of the molds 8 at a variable speed in the range of 0.6-1.2 m / min. The consumption of metal from the intermediate ladle 6 is regulated by means of locking mechanisms (not shown in the drawings).

Патрубок выполнен в виде двух концентрических огнеупорных труб 3 и 4, расположенных с зазором одна в другой и соединенных между собой продольными перемычками 5, расположенными в зазоре. Длина внутренней трубы 4 выполнена больше длины внешней трубы 3. Торцы внутренней трубы 4 выступают за оба торца внешней трубы 3, к которой подведен трубопровод 10. The pipe is made in the form of two concentric refractory pipes 3 and 4, located with a gap one in the other and interconnected by longitudinal jumpers 5 located in the gap. The length of the inner pipe 4 is greater than the length of the outer pipe 3. The ends of the inner pipe 4 protrude from both ends of the outer pipe 3, to which the pipeline 10 is connected.

В данном примере длина внешней трубы составляет 1,2 м, внутренней 1,6 м. Торцы внутренней трубы выступают за торцы внешней трубы на 200 м с каждого торца. Глубина погружения под уровень металла 12 внешней трубы составляет 100 м. In this example, the length of the outer pipe is 1.2 m, the inner 1.6 m. The ends of the inner pipe protrude beyond the ends of the outer pipe by 200 m from each end. The immersion depth under the metal level 12 of the outer pipe is 100 m.

В начале наполнения промежуточного ковша 6 металлом 11 выше нижних торцев трубы 3 и герметизации вакуумкамеры 2 уровнем 12 жидкого металла производят циркуляционное вакуумирование металла, находящегося в промежуточном ковше, посредством подачи инертного газа, например аргона, по трубопроводу 10 в трубу 3 с расходом в пределах 400-600 л/мин. В этих условиях, когда из вакуумкамеры 2 начинают откачивать воздух, под действием атмосферного давления металл поднимается по зазору между трубами 3 и 4 в вакуумную камеру 2 на барометрическую величину, равную примерно 1,4 м, и покрывает подину камеры. Одновременно в трубу 3 подводится аргон как транспортирующий газ. Газ, увеличиваясь в объеме, поднимается по зазору между трубами, приводит в движение находящийся здесь металл и приподнимает на некоторую величину уровень зеркала металла 11 в камере 2. Дегазированный металл 11 стекает по трубе 4 обратно в промежуточный ковш 6. При этом выделившийся газ удаляется из камеры 2 по вакуумпроводу 9. At the beginning of filling the intermediate ladle 6 with metal 11 above the lower ends of the pipe 3 and sealing the vacuum chamber 2 with a liquid metal level 12, the metal located in the intermediate ladle is circulated by circulating inert gas, for example argon, through pipeline 10 to pipe 3 with a flow rate of 400 -600 l / min. Under these conditions, when air begins to be pumped out of the vacuum chamber 2, under the influence of atmospheric pressure, the metal rises in the gap between the pipes 3 and 4 into the vacuum chamber 2 by a barometric value of approximately 1.4 m and covers the bottom of the chamber. At the same time, argon is introduced into the pipe 3 as a transporting gas. The gas, increasing in volume, rises in the gap between the pipes, drives the metal located here and raises the level of the metal mirror 11 in the chamber 2 by a certain amount. Degassed metal 11 flows through the pipe 4 back into the intermediate ladle 6. In this case, the released gas is removed from chambers 2 through the vacuum pipe 9.

После герметизации труб 3 и 4 жидким металлом начинается понижение давления в вакуумкамере до необходимого значения. Объем металла, находящегося в промежуточном ковше и вновь поступающего в вакуумкамеру, подвергается только циркуляционному вакуумированию. В дальнейшем после создания в вакуумкамере необходимого остаточного давления разливку ведут в условиях совместного вакуумирования металла посредством его пропускания через вакуумкамеру и циркуляции металла через трубы 3 и 4. After sealing pipes 3 and 4 with liquid metal, the pressure in the vacuum chamber begins to decrease to the required value. The volume of metal located in the intermediate ladle and again entering the vacuum chamber is only subjected to circulating evacuation. In the future, after creating the necessary residual pressure in the vacuum chamber, the casting is carried out under conditions of joint evacuation of the metal by passing it through the vacuum chamber and circulating the metal through pipes 3 and 4.

В общем случае процесс разливки можно производить в трех вариантах: только пропусканием металла через вакуумкамеру, только при помощи циркуляции металла через патрубки и, наконец, при совмещении этих процессов вакуумирования. In general, the casting process can be carried out in three versions: only by passing metal through a vacuum chamber, only by circulating metal through nozzles and, finally, by combining these evacuation processes.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить выход непрерывнолитых слитков высокого качества на 8-10% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ и устройство поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, применяемые на Новолипецком комбинате. The use of the proposed device allows to increase the output of continuously cast ingots of high quality by 8-10%. The economic effect is calculated in comparison with the base object, which is the method and device for continuous metal evacuation during continuous casting used at the Novolipetsk plant.

Claims

DEVICE FOR FLOW VACUUMING OF METAL DURING CONTINUOUS CASTING, containing a casting ladle with a casting cup in its bottom, a vacuum chamber located under it with a nozzle in its bottom buried in the cavity of the intermediate ladle, and a vacuum wire connected to the vacuum pump, characterized in that the pipe is made in the form of two concentric refractory pipes located with a gap one in the other and interconnected by longitudinal jumpers located in the gap, while the outer pipe is equipped with a supply pipe water, and the length of the inner pipe exceeds the length of the outer pipe and its ends protrude beyond both ends of the outer pipe.