RU2247625C1 - Method for acting upon chemical composition of melt steel before continuous casting process and during such process and crater formation preventing apparatus for performing the method - Google Patents
Method for acting upon chemical composition of melt steel before continuous casting process and during such process and crater formation preventing apparatus for performing the method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247625C1 RU2247625C1 RU2003126454/02A RU2003126454A RU2247625C1 RU 2247625 C1 RU2247625 C1 RU 2247625C1 RU 2003126454/02 A RU2003126454/02 A RU 2003126454/02A RU 2003126454 A RU2003126454 A RU 2003126454A RU 2247625 C1 RU2247625 C1 RU 2247625C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- stopper
- chemical composition
- continuous casting
- hollow
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 344
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 344
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 104
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 47
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title abstract description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 35
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 15
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003139 biocide Substances 0.000 abstract 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910004709 CaSi Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- PWKWDCOTNGQLID-UHFFFAOYSA-N [N].[Ar] Chemical compound [N].[Ar] PWKWDCOTNGQLID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000005339 sea glass Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 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
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000013461 intermediate chemical Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009847 ladle furnace Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical class [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical class [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000009865 steel metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, но в большей мере к производству заготовок в черной металлургии путем непрерывной разливки.The invention relates to metallurgy, but more to the production of billets in the steel industry by continuous casting.
В последние годы все более остро встает техническая проблема оперативной организации производства в черной металлургии, ориентированной на массовое производство, небольших партий заготовок, имеющих повышенный спрос на рынке. О наличии этой проблемы и поиске ее решений отмечено в обзоре к журналу “Новости черной металлургии за рубежом” (АО “Черметинформация”, “Сталеплавильное производство на пороге третьего тысячелетия”, приложение №7 к указанному журналу, 2000 год, стр. 38).In recent years, the technical problem of the operational organization of production in ferrous metallurgy, oriented toward mass production, of small batches of billets with increased demand in the market has become more and more acute. The existence of this problem and the search for its solutions was noted in a review of the journal “News of the iron and steel abroad” (JSC “Chermetinformatsiya”, “Steelmaking on the threshold of the third millennium”, Appendix No. 7 to this journal, 2000, p. 38).
Таким образом, в большой металлургии, ориентированной на массовое производство стальных заготовок путем непрерывной разливки, возникла техническая задача изменения химического состава стали по мере ее разливки и на этой основе получение малых партий заготовок (little party in big metallurgy, "LP in BM", т.е. “малые партии в большой металлургии”).Thus, in large metallurgy, focused on the mass production of steel billets by continuous casting, the technical problem arose of changing the chemical composition of steel as it is cast and on this basis obtaining small batches of billets (little party in big metallurgy, "LP in BM", t .e. “small batches in large metallurgy”).
При поиске технического решения рассматриваемой актуальной проблемы учитывают, что процесс непрерывной разливки включает подготовку стали к разливке и две стадии переливания стали: из стальковша в промежуточный ковш и из последнего в кристаллизатор. На каждой из этих операций может быть осуществлено воздействие на химический состав стали и техническое решение проблемы сводится к нахождению такой совокупности приемов, которая обеспечивала бы получение хороших результатов при сохранении непрерывности ведения процесса разливки. При этом под хорошими результатами понимают обеспечение высокого качества получаемых заготовок при минимальных затратах.When searching for a technical solution to the actual problem under consideration, it is taken into account that the continuous casting process includes preparing steel for casting and two stages of steel transfusion: from a steel ladle to an intermediate ladle and from the latter to a mold. At each of these operations, the chemical composition of steel can be influenced and the technical solution to the problem is to find such a set of techniques that would ensure good results while maintaining the continuity of the casting process. At the same time, good results are understood as ensuring high quality of the obtained blanks at minimal cost.
Известен способ обработки жидкой стали газом в процессе ее непрерывной разливки, включающий разливку стали с подачей инертного или нейтрального газа в струю стали через полый стопор под давлением, равным давлению металла в струе (см., например, патент РФ №1838037, В 22 Д 11/10, опубл. в БИ №32 от 30.08.93).A known method of treating liquid steel with gas in the process of continuous casting, comprising casting steel with an inert or neutral gas in a steel stream through a hollow stopper under a pressure equal to the metal pressure in the stream (see, for example, RF patent No. 1838037, 22
Этому способу присущи недостатки, затрудняющие его высокоэффективное применение для воздействия на химический состав стали перед и в процессе непрерывной разливки:This method has inherent disadvantages that impede its highly efficient use for influencing the chemical composition of steel before and during continuous casting:
- во-первых, в способе не предусмотрена подача легирующих элементов и/или раскислителей в сталь, что исключает изменение химического состава стали;- firstly, the method does not provide for the supply of alloying elements and / or deoxidizing agents to steel, which excludes a change in the chemical composition of the steel;
- во-вторых, принятие условия подачи газа под давлением, равным давлению стали в струе, не является достаточно однозначным (последнее станет ясным при рассмотрении настоящего предложения) для обеспечения хорошего качества получаемых заготовок.- secondly, the adoption of a gas supply condition under pressure equal to the steel pressure in the jet is not unambiguous (the latter will become clear when considering this proposal) to ensure good quality of the obtained workpieces.
Известен способ подготовки стали к разливке, включающий подачу сверху в емкость стальковша легирующих элементов и/или раскислителей (см., например, В.И.Явойский и др. “Металлургия стали”: Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1983, стр.268).There is a method of preparing steel for casting, including the supply of alloying elements and / or deoxidizers from above into the steel ladle tank (see, for example, V.I. Yavoysky et al. “Steel metallurgy”: Textbook for high schools. M: Metallurgy, 1983, pp. .268).
Этому широко используемому в черной металлургии способу присущи существенные недостатки:This method, widely used in ferrous metallurgy, has significant disadvantages:
- во-первых, решается задача воздействия на химический состав стали во всем объеме емкости ковша, что исключает организацию производства малых партий стальных заготовок в большой металлургии, когда масса стали в ковше может достигать 300 т;- firstly, the problem of influencing the chemical composition of steel in the entire volume of the ladle capacity is solved, which excludes the organization of the production of small batches of steel billets in large metallurgy, when the mass of steel in the ladle can reach 300 tons;
- во-вторых, только часть подаваемого в жидкую сталь раскислителя (алюминия, кальция, РЗМ, ЩЗМ и др.) участвует в процессе раскисления стали; значительная часть раскислителя испаряется (сгорает);- secondly, only a part of the deoxidant supplied to the liquid steel (aluminum, calcium, rare-earth metals, rare earth metals, etc.) is involved in the steel deoxidation process; a significant part of the deoxidizer evaporates (burns out);
- в-третьих, реализация метода по существу предшествует процессу непрерывной разливки и метод не может быть применен в процессе самой разливки.- thirdly, the implementation of the method essentially precedes the process of continuous casting and the method cannot be applied in the process of casting itself.
Известен способ воздействия на химсостав жидкой стали перед и в процессе непрерывной разливки, включающий подготовку расплавленной стали в основной емкости и ее непрерывную разливку, заключающуюся в переливании стали через выпускное отверстие из основной емкости в промежуточную емкость и из промежуточной емкости в по меньшей мере один кристаллизатор, подачу в сталь элементов, изменяющих ее свойства, при ее нахождении в основной емкости и в процессе по меньшей мере одного из указанных переливаний (см., например, US 4632368А, В22D 11/118, 11/14, 30.12.1986).A known method of influencing the chemical composition of liquid steel before and during continuous casting, including the preparation of molten steel in the main tank and its continuous casting, which consists in the transfusion of steel through the outlet from the main tank to the intermediate tank and from the intermediate tank to at least one mold, the supply to the steel of elements that change its properties when it is in the main container and during at least one of the transfusions (see, for example, US 4632368A, B22D 11/118, 11/14, 12/30/1986).
Этот известный способ по существенным признакам наиболее к близок предлагаемому, поэтому принят за прототип.This known method, according to the essential features, is closest to the proposed one, therefore it is adopted as a prototype.
Известному способу присущи следующие существенные недостатки, затрудняющие его успешное применение для оперативного решения задачи производства малых партий стальных заготовок в большой металлургии:The known method has the following significant disadvantages that impede its successful application for the operational solution of the problem of production of small batches of steel billets in large metallurgy:
- во-первых, подача легирующих элементов и/или раскислителей непосредственно в стакан, соединяющий между собой емкости со сталью, не может обеспечить нужного качества получаемых заготовок по химсоставу. Это обусловлено тем, что не представляется возможным надежно определять и контролировать скорость движения потока стали в стакане и формирующееся при этом давление, которые, к тому же, по мере разливки стали непрерывно меняются. В результате исключена возможность равномерной подачи указанных элементов в сталь;- firstly, the supply of alloying elements and / or deoxidizers directly into the glass, connecting the containers with steel, cannot provide the desired quality of the obtained billets for chemical composition. This is due to the fact that it is not possible to reliably determine and control the speed of steel flow in the glass and the pressure that forms during this process, which, moreover, continuously changes as the steel is cast. As a result, the possibility of uniform supply of these elements to steel is excluded;
- во-вторых, не решена задача равномерного распределения вводимых элементов в объеме жидкой стали в кристаллизаторе, что также снижает качество заготовок;- secondly, the problem of uniform distribution of input elements in the volume of liquid steel in the mold, which also reduces the quality of the workpieces, has not been solved;
- в-третьих, при подготовке стали к разливке имеют место уже отмеченные существенные потери раскислителей.- thirdly, in the preparation of steel for casting, significant losses of deoxidizing agents have already been noted.
Предлагаемый способ воздействия на химсостав жидкой стали перед и в процессе непрерывной разливки свободен от указанных недостатков. В нем оптимально решена задача равномерной и экономной подачи легирующих элементов и/или раскислителей совместно с инертным/нейтральным газом в жидкую сталь, в том числе в кристаллизаторе.The proposed method of influencing the chemical composition of liquid steel before and during the continuous casting process is free from these disadvantages. It optimally solves the problem of uniform and economical supply of alloying elements and / or deoxidizers together with an inert / neutral gas to liquid steel, including in the mold.
Технический результат - оперативное получение высококачественной стали при производстве малых партий заготовок в большой металлургии, таким образом решаются технологические возможности за счет обеспечения получения заготовок разного химического состава.The technical result is the rapid production of high-quality steel in the production of small batches of billets in large metallurgy, thus solving technological possibilities by ensuring the receipt of billets of different chemical composition.
Получение указанного технического результата обеспечено благодаря тому, что в известном способе воздействия на химсостав жидкой стали перед и в процессе непрерывной разливки, включающем подготовку расплавленной стали в основной емкости и последующее переливание стали через выпускное отверстие из основной емкости в промежуточную емкость и из промежуточной емкости в по меньшей мере один кристаллизатор, подачу в сталь элементов, изменяющих ее свойства, при ее нахождении в основной емкости и в процессе по меньшей мере одного из указанных переливаний, по изобретению подачу в жидкую сталь указанных элементов процессе по меньшей мере одного из переливаний осуществляют совместно с инертным или нейтральным газом через полый стопор, выполненный с возможностью вертикального перемещения, при этом нижнюю концевую рабочую часть стопора перемещают относильно выпускного отверстия из верхнего в нижнее положение в нижнем положении нижнюю концевую рабочую часть стопора располагают в потоке стали, покидающем соответствующую емкость, причем в полом стопоре поддерживают давление подаваемого газа несколько большим или равным давлению стали на нижнюю концевую рабочую часть стопора.This technical result is obtained due to the fact that in the known method of influencing the chemical composition of liquid steel before and during the continuous casting process, which includes preparing the molten steel in the main vessel and subsequent transfusion of steel through the outlet from the main vessel to the intermediate vessel and from the intermediate vessel to at least one mold, feeding elements into the steel that change its properties when it is in the main tank and in the process of at least one of these transfusions, according to the invention, the supply of the indicated elements to the liquid steel during at least one of the transfusions is carried out together with an inert or neutral gas through a hollow stopper made with the possibility of vertical movement, while the lower end working part of the stopper is moved relative to the outlet from the upper to the lower position in the lower position, the lower end working part of the stopper is placed in a stream of steel leaving the corresponding container, and pressure is maintained in the hollow stopper along the supplied gas is somewhat greater than or equal to the pressure of the steel on the lower end working part of the stopper.
Подачу в жидкую сталь указанных элементов совместно с инертным или нейтральным газом в процессе по меньшей мере одного из перелеваний осуществляют через полый стопор, составляющий единое целое с противоворонкообразующим устройством.The supply of the indicated elements to liquid steel together with an inert or neutral gas during at least one of the overflows is carried out through a hollow stopper, which is integral with the anti-funnel device.
К тому же в процессе подготовки жидкой стали к непрерывной разливке указанные элементы подают в основную емкость совместно с инертным или нейтральным газом через полый ложный стопор.In addition, in the process of preparing liquid steel for continuous casting, these elements are supplied to the main tank together with an inert or neutral gas through a hollow false stopper.
Для эффективной реализации предлагаемого способа важное значение имеет обеспечение равномерного распределения подаваемых в сталь элементов в объеме жидкой стали в кристаллизаторе. Обычно для этого основную часть потока стали закручивают в ограниченном объеме кристаллизатора.For the effective implementation of the proposed method, it is important to ensure a uniform distribution of the elements supplied to the steel in the volume of liquid steel in the mold. Usually for this, the main part of the steel stream is twisted in a limited volume of the mold.
Известно противоворонкообразующее устройство, содержащее дно, боковые стенки со сквозными боковыми отверстиями и монтажный участок, составляющий единое целое с боковыми стенками и образующий выпускное отверстие устройства, при этом устройство установлено в дне емкости для разливки стали со шлаком и расположено оппозитно выпускному отверстию емкости дном вверх (см., например, WO 02/076658 А1, В 22 D 43/00, 03.10.2002).An anti-funnel-forming device is known that contains a bottom, side walls with through side holes and an assembly section that is integral with the side walls and forms the outlet of the device, while the device is installed in the bottom of the tank for casting steel with slag and is located opposite the outlet of the tank with the bottom up ( see, for example, WO 02/076658 A1, B 22
Указанное противоворонкообразующее устройство по существенным признакам наиболее близко к предлагаемому, поэтому принято за прототип.The specified anti-funnel device by essential features is closest to the proposed, therefore, taken as a prototype.
Основной недостаток известного устройства состоит в невозможности использования его со стопором, регулирующим процесс разливки жидкой стали из емкости.The main disadvantage of the known device is the inability to use it with a stopper that regulates the process of casting liquid steel from the tank.
Предлагаемое противоворонкообразующее устройство свободно от указанного недостатка. В нем предусмотрена возможность применения устройства совместно со стопором, регулирующим скорость разливки жидкого металла из емкости.The proposed anti-funnel device is free from this drawback. It provides for the possibility of using the device in conjunction with a stopper that controls the rate of pouring liquid metal from the tank.
Техническим результатом является полное исключение воронкообразования при разливке стали и попадания шлака в промежуточный ковш и кристаллизатор при непрерывной разливке стали.The technical result is the complete exclusion of funnel formation during casting of steel and ingress of slag into the intermediate ladle and mold during continuous casting of steel.
Это достигается тем, что в известном противоворонкообразующем устройстве, содержащем дно, боковые стенки со сквозными боковыми отверстиями и монтажный участок, составляющий единое целое с боковыми стенками и образующий выпускное отверстие устройства, при этом устройство установлено в дне емкости для разливки стали со шлаком и расположено оппозитно выпускному отверстию дном вверх, по изобретению оно снабжено наружными боковыми стенками, установленными с зазором с внутренними боковыми стенками, при этом высота наружных боковых стенок меньше высоты внутренних стенок, а в дне выполнено предназначенное для установки полого стопора центральное сквозное отверстие со стенками, образующими полый отросток, соосный с выпускным отверстием емкости и выходящий за пределы шлака, находящегося в емкости, при этом внутренний диаметр отростка превышает диаметр выпускного отверстия емкости.This is achieved by the fact that in the known anti-funnel forming device comprising a bottom, side walls with through side openings and an assembly section that is integral with the side walls and forming the outlet of the device, the device is installed in the bottom of the tank for casting steel with slag and is located opposite the outlet upside down, according to the invention it is provided with outer side walls installed with a gap with the inner side walls, while the height of the outer side walls enshe height of the inner walls, and a bottom configured for mounting a hollow stopper central through hole with walls defining a hollow appendix coaxial with the outlet opening of the container and extending beyond the slag located in the vessel, with the inner diameter of ridge exceeds the diameter of the outlet of the container.
Для эффективной реализации предлагаемого способа существенное значение имеет решение технической задачи гарантийной подачи легирующих элементов в соответствующую емкость и обеспечение равномерного распределения подаваемых в жидкую сталь легирующих элементов в объеме стали в кристаллизаторе до начала кристаллизации стали, что осуществляется с использованием известной конструкции полого стопора и с помощью глуходонного погружного стакана на участке переливания стали из емкости промежуточного ковша в кристаллизатор, обеспечивающих переход кинетической энергии движущейся внутри стакана стали в ее вращательное движение в кристаллизаторе.For the effective implementation of the proposed method, it is essential to solve the technical problem of guaranteeing the supply of alloying elements to an appropriate container and ensuring uniform distribution of the alloying elements supplied to the liquid steel in the volume of steel in the mold prior to the start of crystallization of steel, which is carried out using the known design of a hollow stopper and using a deaf immersion nozzle at the site of transfusion of steel from the capacity of the intermediate ladle into the mold, providing x conversion of kinetic energy within the moving glass steel in its rotational movement in the mold.
Совокупностью перечисленных приемов и устройств для их реализации обеспечивают подачу в жидкую сталь перед (в основной емкости - стальковше) и в процессе непрерывной разливки легирующих элементов, изменяющих свойства разливаемой стали, тем самым решается актуальная задача производства малых партий стальных заготовок в большой черной металлургии (little party in big metallurgy, “ LР in ВМ” ).By the combination of the above methods and devices for their implementation, they are supplied to liquid steel before (in the main vessel, a steel ladle) and during continuous casting of alloying elements that change the properties of cast steel, thereby solving the urgent problem of producing small batches of steel billets in large ferrous metallurgy (little party in big metallurgy, “LР in ВМ”).
Предлагаемый способ подачи в жидкую сталь перед и в процессе непрерывной разливки элементов, изменяющих свойства разливаемой стали, и противоворонкообразующее устройство для его реализации пояснены схематическими чертежами.The proposed method of feeding into liquid steel before and during the continuous casting of elements that change the properties of cast steel, and an anti-funnel-forming device for its implementation are explained in schematic drawings.
На фиг.1 показана общая схема реализации способа подачи в жидкую сталь элементов, изменяющих ее химический состав;Figure 1 shows a General diagram of the implementation of the method of feeding into liquid steel elements that change its chemical composition;
на фиг.2 - взаимное расположение противоворонкообразующего устройства и полого стопора;figure 2 - the relative position of the anti-funnel device and the hollow stopper;
на фиг.3 - взаимное расположение полого стопора, противоворонкообразующего устройства и погружного глуходонного стакана на участке непрерывной разливки: промежуточная емкость - кристаллизатор;figure 3 - the relative position of the hollow stopper, anti-funnel device and submersible deepwater nozzle in the area of continuous casting: intermediate tank - mold;
на фиг.4 - разрез по А-А на фиг.3;figure 4 is a section along aa in figure 3;
на фиг.5 - устройство нижней части погружного глуходонного стакана и его расположение относительно кристаллизатора, а также обеспечиваемое этим стаканом движение жидкой стали в кристаллизаторе;figure 5 - the device of the lower part of the submersible deep-sea glass and its location relative to the mold, as well as the movement of liquid steel provided by this glass in the mold;
на фиг.6 - специфика подачи в жидкую сталь в процессе его переливания из одной емкости в другую легирующих элементов или раскислителей и инертного или нейтрального газа при расположении нижней концевой части полого стопора выше основного потока стали, покидающей соответствующую емкость, и при давлении подаваемого газа в полом стопоре на уровне давления жидкой стали на нижнюю концевую рабочую часть полого стопора;in Fig.6 - the specifics of the supply to liquid steel during its transfusion from one tank to another of alloying elements or deoxidants and an inert or neutral gas when the lower end part of the hollow stopper is located above the main stream of steel leaving the corresponding tank, and at the pressure of the gas supplied to hollow stopper at the level of pressure of liquid steel on the lower end working part of the hollow stopper;
на фиг.7 - то же, что на фиг. 6, но при давлении подаваемого газа в полом стопоре ниже уровня давления жидкой стали на нижнюю концевую рабочую часть полого стопора;in Fig.7 - the same as in Fig. 6, but at a gas feed pressure in the hollow stopper below the pressure level of the molten steel on the lower end working portion of the hollow stopper;
на фиг.8 - то же, что на фиг. 6, но при давлении подаваемого газа в полом стопоре выше уровня давления жидкой стали на нижнюю концевую рабочую часть полого стопора;on Fig - the same as on fig. 6, but at a gas supply pressure in the hollow stopper above the pressure level of the liquid steel on the lower end working part of the hollow stopper;
на фиг.9 - подача в жидкую сталь легирующих элементов и/или раскислителей и инертного или нейтрального газа в процессе переливания стали через выпускное отверстие из одной емкости в другую при использовании полого стопора, расположенного в нижнем положении;Fig.9 - the supply of liquid steel alloying elements and / or deoxidizers and inert or neutral gas during the transfusion of steel through the outlet from one container to another when using a hollow stopper located in the lower position;
на фиг.10 - полый стопор;figure 10 is a hollow stopper;
на фиг.11 - схема лабораторной установки (холодной модели), на которой выполнена оценка эффективности приемов реализации предлагаемого способа.figure 11 is a diagram of a laboratory setup (cold model), which assessed the effectiveness of the methods for implementing the proposed method.
Машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) содержит (фиг.1) стальной ковш 1, промежуточный ковш 2 и кристаллизатор 3 (число кристаллизаторов может колебаться от одного до нескольких). Емкость стального ковша наполнена сталью 4, емкость промежуточного ковша наполнена сталью 5 и емкость кристаллизатора (в пределах закристаллизовавшаяся сталь - мениск жидкой стали) наполнена сталью 6. Емкость стальковша снабжена выпускным отверстием 7. Над жидкой сталью расположен шлак 8, 9 и 10 соответственно в стальном ковше 1, в промежуточном ковше 2 и в кристаллизаторе 3. Составной частью промковша 2 является противоворонкообразующее устройство 11. По меньшей мере для одного из этих противоворонкообразующих устройств составной частью является полый стопор: 12 - для стальковша 1 и 13 - для промежуточного ковша 2. Полый стопор может быть ложным, например, в стальковше и выполнять только те функции, которые предусмотрены настоящим способом. В этом случае используют шиберный затвор. Полый стопор снабжен механизмом вертикального перемещения (на фиг. 1 вертикальное перемещение стопора показано стрелками). Полость примененного полого стопора соединена трубопроводом или трубопроводами 14 с контейнером или контейнерами 15, наполненным (наполненными) порошком или порошками, содержащими легирующие элементы и/или раскислители. При этом предпочтительны (но, строго говоря, не обязательны) раскислители - для стальковша, легирующие элементы - в основном для промежуточного ковша.The continuous casting machine (CCM) contains (Fig. 1) a steel ladle 1, an intermediate ladle 2 and a mold 3 (the number of molds can vary from one to several). The capacity of the steel ladle is filled with steel 4, the capacity of the intermediate ladle is filled with steel 5 and the mold capacity (within the crystallized steel - meniscus of liquid steel) is filled with
Число контейнеров 15 и трубопроводов 14 определяется числом легирующих элементов и раскислителей, подаваемых в сталь. Возможно окончательное объединение этих элементов в одном контейнере, едином для данного полого стопора. Но чем точнее дозировки вводимых в сталь легирующих элементов, тем предпочтительнее их индивидуальный подвод к полому стопору.The number of containers 15 and pipelines 14 is determined by the number of alloying elements and deoxidizers supplied to the steel. The final combination of these elements in one container, common for this hollow stopper, is possible. But the more accurate the dosage of alloying elements introduced into the steel, the more preferable is their individual supply to the hollow stopper.
В каждый контейнер 15 по трубе 16 подводится инертный или нейтральный газ, расход которого определяется прибором 17, а давление - прибором 18; расход легирующих элементов и раскислителя контролируется дозатором 19 для каждого контейнера персонально. Противоворонкообразующее устройство 11 с боковыми отверстиями 20 (фиг.2) расположено дном 21 вверх, а горловиной 22 (монтажным участком) вниз, оппозитно выпускному отверстию 23 соответствующей емкости с углублением в материал дна 24 емкости. В дне 21 противоворонкообразующего устройства (фиг.2 и 3) выполнено центральное отверстие 25, в которое входит полый стопор 13 (для промежуточного ковша) с возможностью вертикального перемещения относительно дна 21, являющийся составной частью этого устройства. Стенка 26 отверстия 25 приподнята ото дна 21 противоворонкообразующего устройства с образованием отростка 27 (фиг. 1), так что верхняя часть отростка 27 выходит за пределы шлака 9 (см. на фиг.1; последнее в большей мере относится к работе промежуточного ковша). В дне 21 также противоворонкообразующего устройства выполнены выпарные отверстия 28 (фиг.3). Полый стопор 12 (13) содержит тело 29 (фиг.10), верхнюю концевую часть для крепления 30 стопора и другую (нижнюю) концевую рабочую часть 31; расстояние между нижней концевой рабочей поверхностью стопора и поверхностью выпускного отверстия 23 определяет скорость разливки жидкой стали. Концевая рабочая часть полого стопора при его работе является его нижней частью. Эта нижняя часть полого стопора заканчивается отростком 32 (фиг.2, 3, 9 - 10), который в нижнем положении стопора входит в выпускное отверстие 23 (фиг.2, 3, 9). Отросток 32 соосен с телом стопора 29 и выполнен со сквозным центральным отверстием 33, единым с центральным отверстием 34 в теле 29 полого стопора. Противоворонкообразующее устройство 11 на фиг. 1 может быть также выполнено без отростка 27 и центрального отверстия 25 в дне 21 (фиг.1). В этом случае разливку стали из промежуточной емкости в соответствующий кристаллизатор осуществляют без добавления в жидкую сталь указанных элементов, т.е. разливается жидкая сталь, имеющая химический состав в объеме промежуточной емкости. Разливка жидкого металла может осуществляться без стакана (фиг.1). Таким образом, центральное выпускное отверстие 7 и 23 (соответственно основной емкости - ковша, промежуточной емкости - промежуточного ковша), переходящее в стакан-дозатор 35 (фиг.2 и 3), может быть конечной частью соответствующей емкости, из которой жидкая сталь поступает в другую емкость (фиг.1, показано пунктиром). Однако предпочтительно стакан-дозатор 35 соединен с погружным стаканом 36 (фиг.3 и 5 и фиг.1), который выполнен глуходонным (фиг.3 и 5), содержащим в нижней части расположенные веерообразно по периметру стакана выходные каналы 37 (фиг.3-5) со смещением их продольных осей относительно продольной оси стакана (фиг.4). На глуходонном погружном стакане 36 с веерообразными каналами 37, на его нижней концевой части, закреплен купол в форме юбки 38, нижний край которой и нижняя поверхность выходных каналов 37 глуходонного стакана 36 расположены взаимосвязанно. Глуходонный погружной стакан 36 имеет в дне центральное отверстие 39 (фиг.3-5), площадь которого примерно равна ≈ 0,25 суммы площадей сечений выходных каналов 37. Наружный диаметр D юбки 38 выбран исходя из невозможности соприкосновения наружной поверхности юбки с закристаллизовавшейся корочкой стали 40 (фиг.5). Юбка 38 в основной своей части имеет цилиндрическую внутреннюю рабочую поверхность 41, максимально развитую с учетом отмеченного ограничения по наружной поверхности (фиг.4). Предпочтительно применение кристаллизатора 3 с надставками 42 (фиг.5, пунктир). Римскими цифрами I-VII на фиг.5 показаны типовые траектории движения большей части потока жидкой стали, поступающей из промежуточной емкости 2 в кристаллизатор 3 через глуходонный погружной стакан 36 и веерообразные каналы 37. Римскими цифрами I′ - III′ на фиг. 5 показаны типовые траектории движения меньшей части потока жидкой стали, поступающей из промежуточной емкости (промковша) 2 в кристаллизатор 3 через глуходонный погружной стакан 36 и центральное отверстие 39 в дне этого стакана. Поступление в жидкий металл легирующих элементов и/или раскислителей 43 и пузырьков нейтрального или инертного газа 44 (фиг.6-9) зависит от соотношения давлений подаваемого инертного или нейтрального газа pr и давления стали pc на нижнюю концевую рабочую часть отростка 32 полого стопора 13. Специфика этого поступления при отсутствии на полом стопоре 13 отростка 32 показана на фиг.6-8. На лабораторной установке (фиг.11) дополнительно к приведенным на фиг. 1-10 устройствам и конструкциям использовали воронку 45, кран-дозатор 46, датчики измерения сопротивления (концентрации) раствора 47, микроамперметры 48, раствор КСl 49 и воду 50.An inert or neutral gas is supplied to each container 15 through the pipe 16, the flow rate of which is determined by the device 17, and the pressure by the device 18; the consumption of alloying elements and deoxidizing agent is controlled by the dispenser 19 for each container personally. The
Способ подачи в жидкую сталь перед и в процессе ее непрерывной разливки элементов, изменяющих свойства разливаемой стали, осуществляют следующим образом.The method of supplying to molten steel before and during its continuous casting of elements that change the properties of cast steel is as follows.
Учитывают определяющее влияние на процесс поступления в жидкую сталь (вводимых элементов изменения соотношения давления газа pг, подаваемого в сталь через полый стопор совместно с вводимымиTake into account the determining influence on the process of entry into liquid steel (of the introduced elements changing the ratio of the gas pressure p g supplied to the steel through the hollow stopper together with the introduced
в сталь элементами, и давления стали на нижнюю концевую рабочую часть полого стопора pс (фиг.6-9).in steel elements, and steel pressure on the lower end working part of the hollow stopper p s (Fig.6-9).
При этом на уровне дна емкости 24 зависимость pс от глубины стали в емкости имеет вид:Moreover, at the bottom of the
pс1=ρ с• hc+ρ ш• hш, (1)p с1 = ρ с • h c + ρ ш • h ш, (1)
где ρ с - плотность стали; ρ ш - плотность шлака; hш - высота шлака в емкости; hс - значение высоты стали в емкости.where ρ c is the density of steel; ρ W - the density of the slag; h W - the height of the slag in the tank; h with - the value of the height of the steel in the tank.
Так как по мере разливки стали величина hc уменьшается, значение pс1 также уменьшается.Since the value of h c decreases as the steel is cast, the value of p c1 also decreases.
Эта же зависимость при нахождении нижней концевой рабочей части 32 полого стопора в зоне действия потока стали (т.е. ниже уровня дна емкости 24), покидающей емкость, имеет видThe same dependence when the lower
где V - скорость обтекания потоком стали нижней концевой рабочей части 32 полого стопора на уровне выхода отверстия 33 из тела полого стопора 29. Значение V меняется в зависимости от pс1 расположения нижней концевой рабочей части 32 (торца рабочей части 31) стопора относительно дна 24 емкости (фиг.6-9), которые в свою очередь определяются скоростью вытягивания заготовки из кристаллизатора (кристаллизаторов), т.е. скоростью разливки.where V is the speed of flow of steel around the lower end of the working
Для высокоэффективной подачи легирующих элементов, раскислителей и др. в жидкую сталь, покидающую емкость, необходимо выполнение, по меньшей мере, соотношенияFor highly efficient supply of alloying elements, deoxidizing agents, etc. to the molten steel leaving the tank, it is necessary to fulfill at least the ratio
pг ≅ pc. (3)p g ≅ p c . (3)
По большей мере необходимо незначительное превышение pг над pс и расположение торца концевой рабочей части 31 тела полого стопора 29 в потоке жидкой стали, покидающей емкость.To a large extent, a slight excess of p g over p s and the location of the end face of the
В случае pг<pс (фиг.6) и расположения торца концевой рабочей части 31 полого стопора вне или в начале потока жидкой стали, покидающей емкость, жидкая сталь соответствующей емкости поднимается в полость стопора на высоту, при которой наступает равенство pг=pс. Тем самым при реализации указанных условий отсутствует поступление вводимых в сталь элементов 43.In the case of p g <p s (Fig. 6) and the location of the end face of the
Поэтому при реализации настоящего способа избегают выполнения условия pг<pс на уровне расположения торца концевой рабочей части 31 полого стопора, а если это соотношение имеет место, процесс переливания стали прекращают.Therefore, when implementing the present method, the condition p g <p s is satisfied at the level of the end face of the
Таким образом при реализации настоящего способа перед и в процессе непрерывной разливки стали в полом стопоре создают давление подаваемого инертного или нейтрального газа несколько больше или равным давлению стали на нижнюю концевую рабочую часть 31 полого стопора, при этом легирующие элементы и/или раскислители подают в сталь совместно с инертным или нейтральным газом.Thus, when implementing the present method, before and during the continuous casting of steel in the hollow stopper, the pressure of the inert or neutral gas supplied is slightly greater than or equal to the pressure of the steel on the lower
В случае pг>pс (фиг.7) подаваемые в сталь элементы 43 и пузырьки газа 44 после выхода из полости рабочей концевой части стопора 31 поднимаются вверх, причем тем в большей степени, чем больше превышение pг над pс. В результате вводимые в сталь легирующие элементы и/или раскислители захватываются газом 44 и выносятся в основной объем жидкой стали в емкости. Прежде всего указанные вещества поступают в емкость противоворонкообразующего устройства (в случае его использования) и, если процесс непрерывной разливки не остановлен, то в емкость промковша 2 или стальковша 1 (фиг.1). В основном указанным соотношением pг>pс руководствуются, воздействуя на химический состав стали 4 в стальковше 1 (фиг.1) до начала ее разливки, т.е. когда осуществляют доводку стали перед разливкой. При этом торец концевой рабочей части 31 стопора поднимают на уровень или немного выше уровня дна емкости 24 (т.е. выводят из зоны действия потока стали, покидающей емкость), используют ложный стопор 13 и шиберный затвор.In the case of p g > p s (Fig. 7), the
В случае pг≅ pс (фиг.8) (и некоторого превышения) при расположении торца концевой рабочей части 31 стопора в потоке жидкой стали, покидающей емкость, вводимые в сталь элементы полностью поступают в поток стали, покидающей соответствующую емкость. Указанным соотношением руководствуются при изменении химического состава стали в процессе ее переливания из одной емкости в другую, т.е. в основном при переливании стали 5 из промежуточного ковша 2 в кристаллизатор (кристаллизаторы) 3.In the case of p g ≅ p s (Fig. 8) (and some excess) when the end face of the
Для гарантированного выполнения условия (3) и его эффективной реализации при подаче элементов в жидкую сталь перед и в процессе ее непрерывного переливания из одной емкости в другую применяют полый стопор, имеющий отросток 32 концевой рабочей части 31 полого стопора. При этом отросток 32 соосен с телом полого стопора 29 и имеет единое с ним сквозное центральное отверстие (фиг.10).For guaranteed fulfillment of condition (3) and its effective implementation when feeding elements into molten steel, a hollow stopper having a
Применением описанного полого стопора обеспечивают гарантированное выполнение условия (3) (см. фиг.9), а при подъеме стопора 13 до уровня, когда торцевое сечение отростка 32 поднято на уровень (и несколько выше) дна 24 емкости, обеспечивают поступление подаваемых в сталь элементов из полости 34 полого стопора 13 в емкость с жидким металлом (аналогия с фиг.7 и материалами к этой фигуре).Using the described hollow stopper, condition (3) is guaranteed to be satisfied (see Fig. 9), and when the
Необходимые для реализации способа легирующие элементы и/или раскислители подают в контейнер (контейнеры) 15 в виде порошка. По мере прохождения этих элементов через полость стопора 12 (для стальковша 1) или 13 (для промежуточного ковша 2), погруженного в жидкую сталь, часть из них, имеющих низкую температуру плавления (например, Аl, Са и др.), расплавляется и эти элементы в конечном итоге подают в сталь в жидком состоянии. При этом в процессе реализации настоящего способа обеспечивают существенную экономию раскислителей, поступающих в сталь, благодаря отсутствию их контакта с воздухом.The alloying elements and / or deoxidants necessary for the implementation of the method are supplied to the container (s) 15 in the form of a powder. As these elements pass through the cavity of the stopper 12 (for steel ladle 1) or 13 (for the intermediate ladle 2) immersed in liquid steel, some of them having a low melting point (for example, Al, Ca, etc.) melt the elements are ultimately fed into the steel in a liquid state. Moreover, in the process of implementing this method provide significant savings of deoxidants entering the steel, due to the lack of contact with air.
Перед непрерывной разливкой (перед установкой стальковша 1 на МНЛЗ) в емкость стальковша 1 наливают сталь 4 со шлаком 8 (фиг.1) и путем подачи легирующих элементов и раскислителей, чаще совместно, и в основном с аргоном (может быть азотом) через полый стопор 12 осуществляют доводку стали 4 до основного химического состава. При этом используют ложный полый стопор 12 и шиберный затвор (на фиг.1 условно не показан). За основной химический состав стали принимают сталь, доминирующую в программе заказов на получаемые с МНЛЗ стальные заготовки (составляющие 50...100% портфеля заказов). Легирующие элементы и раскислители (раскислитель) подают в полый стопор 12 из контейнера (контейнеров) 15 (фиг.1) по трубе (трубам) 14. По этим же трубам подают в полый стопор аргон, который по трубе 17 подводится к каждому контейнеру 15. Давление аргона pг в полости стопора 12 устанавливают выше давления стали pс на нижнюю рабочую часть стопора 12, точнее на торец отростка 32. Полый стопор 12 устанавливают в емкости стальковша 1 на расстоянии 50...100 мм (и менее) торца отростка 32 от дна ковша. Установку полого стопора осуществляют с помощью, например, гидроцилиндров (на фиг. 1 гидроцилиндры и механизм перемещения стопора условно не показаны, т.к. не меняют сущности реализации способа). Расход аргона контролируют прибором 17, расход легирующих элементов и раскислителей - дозатором (дозаторами) 19. В процессе выполнения этих операций шиберный затвор стальковша 1 закрыт.Before continuous casting (before installing steel ladle 1 on the continuous casting machine), steel 4 with slag 8 (Fig. 1) is poured into the steel ladle 1 tank and by supplying alloying elements and deoxidizers, often together, and mainly with argon (may be nitrogen) through a hollow stopper 12 carry out the refinement of steel 4 to the main chemical composition. In this case, a false hollow stopper 12 and a slide gate (not conventionally shown in FIG. 1) are used. The main chemical composition of steel is steel, which dominates the program of orders for steel billets received from continuous casting machines (comprising 50 ... 100% of the order portfolio). Alloying elements and deoxidizing agents (deoxidizing agent) are supplied to the hollow stopper 12 from the container (s) 15 (Fig. 1) through the pipe (s) 14. Through these same pipes argon is supplied to the hollow stopper, which is supplied through the pipe 17 to each container 15. The argon pressure p g in the cavity of the stopper 12 is set higher than the pressure of steel p s on the lower working part of the stopper 12, more precisely, on the end face of the
По окончании процесса доводки стали до основного химического состава стальковш 1, наполненный сталью 4 и шлаком 8, подают на МНЛЗ.At the end of the process of finishing the steel to the basic chemical composition, the steel ladle 1, filled with steel 4 and slag 8, is fed to the continuous casting machine.
В установленном на МНЛЗ стальном ковше 1 со сталью 4 основного химического состава и шлаком 8 полый стопор 12, точнее торец отростка 32, располагают на глубине, гарантирующей нахождение этого торца в зоне действия потока стали, переливание которой в промежуточный ковш 2 осуществляют через выпускное отверстие 7. Используют ложный полый стопор 12 и шиберный механизм закрытия (открытия) выпускного отверстия (на чертежах не показан, т.к. не влияет на сущность реализуемого способа).In the steel ladle 1 installed on the CCM with steel 4 of the main chemical composition and slag 8, the hollow stopper 12, more precisely the butt of the
В случае отсутствия в стальковше шиберного механизма полый стопор 12 в устанавливаемом на МНЛЗ стальковше 1 опущен до контакта его концевой части 31 с поверхностью выпускного отверстия и описанное положение торца 32 обеспечивают до начала разливки стали. Естественно, в этом случае подачу ингредиентов в жидкую сталь с целью изменения ее химического состава стали осуществляют при переливании стали из стальковша в промежуточный ковш, реализуя условие (3), т.е. pг≅ pс.In the absence of a slide mechanism in the steel ladle, the hollow stopper 12 in the steel ladle 1 installed on the continuous casting machine is lowered until its
В стальковше 1 используют (или не используют) противоворонкообразующее устройство. Применение такого устройства не затрудняет начальное расположение полого стопора 12 оппозитно выпускному отверстию 23.In steel ladle 1, an anti-funnel device is used (or not used). The use of such a device does not complicate the initial location of the hollow stopper 12 opposite to the
В промежуточном ковше 2 применяют полый стопор 13 (стопоры - по числу выпускных отверстий, соответствующих числу кристаллизаторов). Полость каждого стопора 13 соединена со своим комплексом контейнеров 15 с вводимыми в сталь элементами и подводом в контейнеры аргона (азота). Во все кристаллизаторы 3 МНЛЗ устанавливают затравки (на чертежах затравки условно не показаны, так как не определяют сущность реализуемого способа). Осуществляют установку стопоров 13 в промежуточном ковше 2 так, что выпускные отверстия 23 закрыты. В этом состоянии МНЛЗ готова к непрерывной разливке стали с воздействием на ее химический состав в процессе указанной разливки.In the intermediate bucket 2, a
Осуществляют непрерывную разливку стали с воздействием на ее химический состав в процессе разливки, которое реализуют путем расположения полого стопора 12 для стальковша (стопора или стопоров 13 для промежуточного ковша) таким образом, что нижняя концевая рабочая часть 32 стопоров установлена в зоне действия потока стали, покидающей соответствующую емкость (см. фиг.9). Воздействие на химический состав стали осуществляют путем подачи в сталь вводимых в нее элементов из контейнеров 15 совместно с аргоном (азотом) в полость полых стопоров. Подачу осуществляют при выполнении рассмотренного соотношения pг≅ pс. Выполнение этого соотношения обеспечивают путем расположения нижней концевой рабочей части полого стопора (торца отростка 32) в потоке стали, покидающей соответствующую емкость (стальковш 1 или промковш 2).Carry out continuous casting of steel with an effect on its chemical composition during casting, which is realized by arranging the hollow stopper 12 for the steel ladle (stopper or
Таким образом, в процессе переливания стали из одной емкости в другую в нее подают совместно с инертным или нейтральным газом все необходимые и достаточные элементы для заданного изменения химического состава стали, при этом создают давление подаваемого газа pг на уровне давления стали pс на торец отростка 32 соответствующего стопора 12 (13), который располагают в зоне действия потока стали, покидающей соответствующую емкость.Thus, during the transfusion of steel from one tank to another, it is supplied together with an inert or neutral gas with all the necessary and sufficient elements for a given change in the chemical composition of the steel, while creating a supply gas pressure p g at the level of steel pressure p s per end of the
В зависимости от портфеля заказов на производимые заготовки осуществляют различные варианты воздействия на химический состав стали перед и в процессе непрерывной разливки.Depending on the portfolio of orders for manufactured billets, they carry out various options for influencing the chemical composition of steel before and during the continuous casting process.
Вариант 1. Перед разливкой стали путем выполнения описанных приемов в стальковше 1 формируют сталь одного и того же химсостава. В процессе переливания стали из стальковша 1 в промежуточный ковш 2 химсостав корректируют путем подачи легирующих элементов совместно с аргоном (может быть азотом) в пустотелый стопор 12 и из него в сталь. Реализацией варианта 1 существенно упрощают операцию доводки стали, делая ее одинаковой (квазиодинаковой) для МНЛЗ.Option 1. Before casting steel by performing the described techniques in steel ladle 1 form steel of the same chemical composition. During the transfusion of steel from steel ladle 1 into the intermediate ladle 2, the chemical composition is adjusted by feeding alloying elements together with argon (may be nitrogen) into the hollow stopper 12 and from it into steel. The implementation of option 1 greatly simplifies the operation of lapping steel, making it the same (quasi-identical) for CCM.
Вариант 2. В процессе разливки стали путем выполнения описанных операций в поток стали, покидающей стальковш 1, подают основную часть вводимых элементов. В результате в промковше 2 получают сталь промежуточного химсостава. При переливании стали из промковша 2 в кристаллизатор 3 в поток стали, покидающей промковш 2, подают остальную часть легирующих элементов, уточняющих химсостав (и соответственно свойства) получаемых стальных заготовок. В случае наличия нескольких кристаллизаторов, в которые непрерывно разливают сталь из промковша, указанное уточнение химсостава выполняют для одного или для ряда кристаллизаторов. Последнее зависит от портфеля заказов.Option 2. In the process of casting steel by performing the described operations in the stream of steel leaving the steel ladle 1, serves the main part of the input elements. As a result, in the intermediate bucket 2, steel of intermediate chemical composition is obtained. When pouring steel from blast furnace 2 into the
Составной частью реализуемого способа воздействия на химсостав стали является использование противоворонкообразующего устройства 11 и его определенное взаиморасположение с полым стопором 13 и последнего относительно поверхности выходного отверстия 23 в емкости (фиг.2 и 3).An integral part of the method for influencing the chemical composition of steel is the use of an anti-funnel-forming
В промежуточном ковше применяют противоворонкообразующее устройство, выполненное в форме кувшина с отверстиями 20 в боковых стенках (фиг.2), расположенное дном 21 вверх, а горловиной 22 вниз оппозитно выпускному отверстию 23 и с углублением монтажного участка в материал дна 24 соответствующей емкости. Для выхода шлака (9 соответственно), попавшего в устройство через отверстия 20 при наполнении емкости, в дне 21 выполнены выпарные отверстия 28. Противоворонкообразующее устройство выполнено с единым дном 21 и двумя боковыми стенками с зазором между ними и с отверстиями 20 во внутренней боковой стенке, при этом наружная боковая стенка короче внутренней. По центру в дне 21 устройства выполнено отверстие 25 со стенками 26, в которое входит полый стопор 13, снабженный устройством для вертикального перемещения стопора (см. фиг.2 и 3). Боковые стенки 26 продолжены и образуют отросток 27, высота которого исключает попадание шлака 9 в противоворонкообразующее устройство (см. фиг.1).In the tundish, an anti-funnel-forming device is used, made in the form of a jug with
Для стальковша 1 противоворонкообразующее устройство может быть выполнено в виде известного поплавка из огнеупорного материала, плотность которого больше плотности шлака, но меньше плотности жидкой стали. В этом случае также по центру противоворонкообразующего устройства (поплавка) имеется отверстие, в которое вставлен полый стопор с приводом для его вертикального перемещения.For steel ladle 1, the anti-funnel-forming device can be made in the form of a known float of refractory material, the density of which is greater than the density of slag, but less than the density of liquid steel. In this case, there is also a hole in the center of the anti-funnel device (float) into which a hollow stopper with a drive is inserted for its vertical movement.
Полый стопор наряду с использованием для выполнения описанных операций совместно с противоворонкообразующим устройством устраняет явление воронкообразования. Таким образом, полый стопор составляет единое целое с используемым противоворонкообразующим устройством (фиг.2 и 3).The hollow stopper, along with the use of an anti-funnel device to perform the described operations, eliminates the phenomenon of funnel formation. Thus, the hollow stopper is integral with the anti-funnel device used (FIGS. 2 and 3).
В тех МНЛЗ, где перелив стали из промежуточного ковша 3 в кристаллизатор 3 осуществляется без использования погружного стакана (на фиг.1 показано пунктиром), выполнением перечисленных операций заканчивают подачу в жидкую сталь перед и в процессе ее непрерывной разливки элементов, изменяющих свойства разливаемой в заготовки стали.In those continuous casting machines where steel is poured from the
При применении погружного глуходонного стакана 36 (фиг.3-5) на участке перелива стали 5 из промежуточного ковша 2 в кристаллизатор 3 эффективность перечисленной совокупности операций по воздействию на химический состав стали и соответственно на свойства получаемых заготовок усиливают путем закручивания части потока переливаемой стали, поступающей в кристаллизатор. Для реализации этого приема применяют глуходонный погружной стакан 36 (фиг.3 и 4), содержащий в нижней части выполненные веерообразно по периметру стакана выходные каналы 37 со смещением их продольных осей относительно продольной оси стакана (фиг.4). На этот погружной стакан 36, на его нижнюю часть, выше выходных каналов 37, закрепляют купол в форме юбки 38. Юбка 38 может иметь цилиндрическую форму с наружным диаметром D меньше расстояния между закристаллизовавшимся слоем стали 40 на уровне нижнего края юбки (фиг.5). Может быть также применена юбка 38 конической формы, в которой очертания внутренней и наружной поверхностей выполнены коническими с меньшим диаметром у нижнего края юбки, так что расстояние между наружной поверхностью юбки и внутренней поверхностью закристаллизовавшейся стали 40 сохраняют примерно одинаковым на длине юбки.When using a submersible deep-sea cup 36 (Figs. 3–5) at the overflow section of steel 5 from the intermediate ladle 2 to the
Кроме того, в дне глуходонного погружного стакана 36 выполняют осевое отверстие 39. Площадь сечения этого отверстия примерно равна 0,25 суммы площадей поперечных сечений выходных каналов 37.In addition, in the bottom of the deep-
Применяют глуходонный погружной стакан 36 и кинетическую энергию движущейся внутри стакана стали 5 используют для вращения жидкой стали в кристаллизаторе 3. Юбка 38 исключает удар струй стали, покидающих стакан 36 по веерообразным выходным каналам 37, в кристаллизующуюся сталь 40, тем самым предотвращают вероятность прорыва жидкой сталью закристаллизовавшейся корочки 40. Расположением нижнего края юбки 38 между уровнем нижней поверхности дна стакана 36 и нижней поверхностью выходных каналов 37 максимально уменьшают наблюдаемое быстрое гашение полученного вращения стали в юбке 38 из-за трения между слоями стали после их поступления в основной объем емкости кристаллизатора.A deep-
При этом поток стали 5 (фиг.5) с помощью выходных каналов 37 закручивают благодаря ударам струй стали, покидающих каналы 37, в цилиндрическую поверхность юбки 38. Обеспечивают формирование потоков стали в юбке 38 и вне нее по траекториям типа I-VII на фиг.5. Таким образом закручивают большую часть потока стали 5, поступающей в кристаллизатор 3 по стакану 36, в начале в ограниченном юбкой 38 объеме кристаллизатора, затем в этом состоянии сталь поступает в основной объем кристаллизатора.In this case, the steel flow 5 (FIG. 5) is twisted by the
Применением юбки 38 с конической поверхностью усиливают эффект вращения стали в кристаллизаторе благодаря, во-первых, уменьшению сечения выходящего из юбки вращающегося потока стали, во-вторых, постоянству зазора между наружной поверхностью юбки 38 и закристаллизовавшейся корочкой стали 40.The use of a
Для лучшего перемешивания стали по центру кристаллизатора и снижения на этой основе ликвационных явлений по центру отливаемой заготовки меньшая часть потока стали из стакана 36 поступает в кристаллизатор 3 через центральное отверстие 39 и движется в кристаллизаторе по траекториям, подобным I' -III' на фиг.5. Тем самым дополнительно обеспечивают гомогенизацию химического состава стали в объеме кристаллизатора.To better mix the steel in the center of the mold and reduce, on this basis, segregation phenomena in the center of the cast billet, a smaller part of the steel flow from the
Вращение стали в кристаллизаторе оказывает нежелательное влияние на мениск стали. Максимальное устранение этого влияния обеспечивают применением в кристаллизаторах надставок 42.The rotation of the steel in the mold has an undesirable effect on the meniscus of steel. The maximum elimination of this influence is provided by the use of
При реализации описанного способа на МНЛЗ используют устройства и способы, предотвращающие контакт разливаемой стали с окружающим воздухом, обеспечивают безопасность ведения процессов подготовки, хранения и транспортировки сыпучих материалов, вводимых в сталь.When implementing the described method at continuous casting machines, devices and methods are used that prevent contact of the cast steel with the ambient air, ensure the safety of the processes of preparation, storage and transportation of bulk materials introduced into steel.
Реализация настоящего способа предполагает решение задач десульфурации стали, ее дефосфорации, безоксидацию, азотирование (или удаление азота), науглероживание, легирование различными элементами, удаление неметаллических включений и др., т.е. совокупность действий, обеспечивающих изменение химического состава стали в процессе ее разливки наряду с улучшением качества.The implementation of this method involves solving the problems of desulfurization of steel, its dephosphorization, non-oxidation, nitriding (or nitrogen removal), carburization, alloying with various elements, removal of non-metallic inclusions, etc., i.e. a set of actions that ensure a change in the chemical composition of steel during its casting along with quality improvement.
При реализации настоящего способа соблюдают известные рекомендации по технике безопасности при работе с сыпучими материалами:When implementing this method, observe the known recommendations for safety when working with bulk materials:
- не допускают возможность местной концентрации мелких фракций;- do not allow the possibility of local concentration of fine fractions;
- исключают доступ открытого пламени, искр или брызг жидкого металла;- exclude access to an open flame, sparks or spray of liquid metal;
- исключают вероятность электростатических разрядов;- exclude the possibility of electrostatic discharges;
- не допускают увлажнения во время хранения и при транспортировке сыпучих материалов газом и др.- do not allow moisture during storage and during transportation of bulk materials by gas, etc.
Особое внимание этим рекомендациям уделяют при подаче Аl, Мg, СаSi и СаС2; в этих случаях в качестве газа используют только Аr.Particular attention is paid to these recommendations when feeding Al, Mg, CaSi and CaC 2 ; in these cases, only Ar is used as the gas.
При реализации настоящего способа учитывают, что ряд порошковых материалов при размере частиц <0,2 мм (и даже 0,5 мм) имеют склонность к образованию взрывоопасных смесей.When implementing this method, it is taken into account that a number of powder materials with a particle size <0.2 mm (and even 0.5 mm) tend to form explosive mixtures.
Таким образом, реализация настоящего способа невозможна без строгого соблюдения известных правил и накопленного опыта по работе с сыпучими материалами, использованием и соблюдением которых гарантируют безопасность осуществления способа.Thus, the implementation of this method is impossible without strict adherence to well-known rules and experience gained in working with bulk materials, the use and observance of which guarantee the safety of the method.
Реализация настоящего способа предполагает работу со следующими материалами в порошкообразном виде:The implementation of this method involves working with the following materials in powder form:
1) для десульфурации: СаSi, СаС2, СаСN2, СаАl, СаМg, СаSiМg, Мg и др. При этом для реакций ошлаковывания возможны комбинации: СаО - СаF2; СаО - Аl2О3; СаО - Аl2O3 - СаF2; СаО - Аl; СаО - СаF2 - Аl; СаО - СаF2 - СаSi; СаО - Мg; СаО - Мg; СаО - СаF2 - Мg; СаО и др.;1) for desulfurization: CaSi, CaC 2 , CaCN 2 , CaAl, CaMg, CaSiMg, Mg and others. In this case, for slagging reactions, combinations are possible: CaO - CaF 2 ; CaO - Al 2 O 3 ; CaO - Al 2 O 3 - CaF 2 ; CaO - Al; CaO — CaF 2 —Al; CaO - CaF 2 - CaSi; CaO - Mg; CaO - Mg; CaO - CaF 2 - Mg; CaO and others;
2) для дезоксидации (раскисления): СаSi; СаSiВа; СаSiМn; СаSiМnАl; СаSiМgFе; Аl и др.;2) for deoxidation (deoxidation): CaSi; CaSiBa; CaSiMn; CaSiMnAl; CaSiMgFe; Al et al .;
3) для модификации серы: СаSi; SiZr и др.;3) for sulfur modification: CaSi; SiZr et al .;
4) для дефосфорации: СаО - СаF2 - Fе2O3 в виде смеси;4) for dephosphorization: CaO - CaF 2 - Fe 2 O 3 in the form of a mixture;
5) для дезазотирования: FеZr; SiZr и др.;5) for decontamination: FeZr; SiZr et al .;
6) для легирования: Si с FеSi75; N с СаСN2 (≈ 55% СаСN2; 33% СаО; 12% С).6) for alloying: Si with FeSi75; N with CaCN 2 (≈ 55% CaCN 2 ; 33% CaO; 12% C).
С графитовым порошком:With graphite powder:
В с В2O3;B with B 2 O 3 ;
Ni с оксидами никеля;Ni with nickel oxides;
Мо с оксидами молибдена.Mo with molybdenum oxides.
Для ряда порошков из экономических соображений используют фракции:For a number of powders, for economic reasons, fractions are used:
СаSi - до 0,6 мм;CaSi - up to 0.6 mm;
СаС2-0,1...0,6 мм;CaC 2 -0.1 ... 0.6 mm;
СаМg - 0,1...1,5 мм.CaMg - 0.1 ... 1.5 mm.
Совокупностью описанных приемов и используемых фракций вводимых в сталь элементов при реализации вариантов (и их комбинаций) настоящего способа воздействия на химический состав стали перед и в процессе непрерывной разливки решают важную техническую проблему производства на МНЛЗ малых партий заготовок в большой металлургии (little party in big metallurgy, “LР in ВМ”), рассчитанной на массовое производство заготовок. Экономическая эффективность решения этой проблемы проявляется в оперативном удовлетворении запросов заказчика без создания излишних запасов заготовок на складах, в ускорении оборачиваемости вложенных средств.The combination of the described techniques and the used fractions of the elements introduced into the steel during the implementation of the variants (and their combinations) of the present method of influencing the chemical composition of the steel before and during the continuous casting process solve the important technical problem of producing small batches of billets in large metallurgy at continuous casting machines , “LР in ВМ”), designed for mass production of blanks. The economic efficiency of solving this problem is manifested in the prompt satisfaction of customer requests without creating excessive stocks of stocks in warehouses, in accelerating the turnover of invested funds.
Пример 1. На холодной модели (фиг.11), содержащей промежуточный ковш 2, кристаллизатор 3 (квадратный), противоворонкообразующее устройство 11 с проходящим через его центр полым стопором 13 с отростком 32, погружной глуходонный стакан 35 с внутренним ⌀ 35 мм и юбкой 38 (и без нее) с веерообразными отверстиями 37, датчиками сопротивления 47 (платиновыми, площадью 20 мм2 и расстоянием между ними 17 мм), микроамперметрами 48, исследовали подачу 6% раствора КСl (49), заливаемого в воронку 45, на химсостав воды 50, заливаемой в емкость 2 и через отверстия 20, стакан-дозатор 35, отверстия 34 и 37 и юбку 38, переливаемой в квадратную емкость 3 и из нее на слив.Example 1. On a cold model (Fig. 11) containing an intermediate bucket 2, a crystallizer 3 (square), an
В емкость 2 наливали 38 л воды 50, в воронку 45 наливали 600 см3 6% раствора КСl с конечной целью иметь в емкости 3 раствор 0,1% КСl в воде.38 l of
В начале подъемом стопора 13 (подъемом пробки 31) при открытом кране-дозаторе 46 обеспечивали заполнение водой и раствором КСl емкости 3 (кристаллизатора) и в момент полного заполнения емкости 3 открывали пробку в дне емкости. Таким образом раствор КСl поступал в емкость 3, уровень раствора воды в которой поддерживался постоянным.At the beginning, by lifting the stopper 13 (lifting the plug 31) with the dispensing
Микроамперметрами 47 фиксировали полученные значения концентрации раствора КСl в воде на уровне 0,1% КС1 в трех местах измерения. Время истечения воды составляло 1'5"...1′ 10".Microammeters 47 recorded the obtained values of the concentration of the KCl solution in water at the level of 0.1% KCl in three places of measurement. The outflow time was 1'5 "... 1 ′ 10".
Основное перемешивание воды 50 и 6% раствора КСl с получением расчетного раствора 0,1% КСl происходило на пути движения этих составляющих по стакан-дозатору 35 и стакану 36. Применение юбки 38 дополнительно улучшало перемешивание КСl и воды примерно на 25...28% .The main mixing of water with a 50 and 6% KCl solution to obtain a calculated solution of 0.1% KCl occurred along the path of movement of these components along the
В 40 осуществленных измерениях максимальное отклонение от расчетной концентрации КСl в растворе, равной 0,1% КСl, получили на уровне ± 0,005% и менее.In 40 measurements, the maximum deviation from the calculated concentration of KCl in the solution, equal to 0.1% KCl, was obtained at a level of ± 0.005% or less.
Пример 2. Имеется заказ на заготовки из стали химсостава А (условное обозначение) и химсостава Б, соотношение между которыми составляет, например, 80% сталь А и 20% сталь Б от объема стальковша. Имеет место несущественное отличие по химсоставу между сталями А и Б, при этом сталь Б содержит большее число легирующих элементов. Для выполнения заказа имеется МНЛЗ, оборудованная одним кристаллизатором. Заготовки имеют одинаковое поперечное сечение.Example 2. There is an order for billets made of steel with chemical composition A (symbol) and chemical composition B, the ratio between which is, for example, 80% steel A and 20% steel B of the volume of steel ladle. There is an insignificant difference in chemical composition between steels A and B, while steel B contains a greater number of alloying elements. To complete the order there is a continuous casting machine equipped with one mold. The blanks have the same cross section.
Полученную на сталеплавильном агрегате сталь с использованием описанной совокупности приемов предложенного способа доводят в стальковше (печи-ковше) до химсостава стали А и стальковш со сталью А подают на разливку на МНЛЗ.The steel obtained at the steelmaking unit using the described set of techniques of the proposed method is brought in the steel ladle (ladle furnace) to the chemical composition of steel A and the steel ladle with steel A is fed to the casting machine for continuous casting.
Не меняя химический состав стали осуществляют разливку 80% объема стальковша. К концу разливки этого объема стали временно прекращают поступление стали из стальковша в промежуточный ковш. При этом благодаря надставкам 42 поддерживают устойчивый процесс кристаллизации стали А в кристаллизаторе. Осуществляют максимальное, но не полное опорожнение промежуточного ковша. Применением противоворонкообразующего устройства 11 при этом исключают образование воронки и поступление шлака из промежуточного ковша в кристаллизатор.Without changing the chemical composition of the steel, 80% of the volume of the steel ladle is casted. By the end of the casting of this volume of steel, the flow of steel from the steel ladle into the intermediate ladle is temporarily stopped. Moreover, thanks to
После указанного опорожнения промежуточного ковша от основной части стали А осуществляют ускоренное наполнение промежуточного ковша сталью Б, при этом сталь Б получают путем ввода в сталь А через полый стопор стальковша необходимых элементов совместно с аргоном согласно приемам, описанным в предложенном способе. Нижний конец стопора (отросток 32) стальковша при переводе стали А в сталь Б располагают в зоне действия потока стали, покидающей стальковш. В остальном осуществляют операции, приведенные в описании способа.After the indicated emptying of the intermediate ladle from the main part of steel A, the intermediate ladle is accelerated to be filled with steel B, while steel B is obtained by introducing the necessary elements together with argon into steel A through the hollow stopper of the steel ladle according to the techniques described in the proposed method. The lower end of the stopper (process 32) of the steel ladle when converting steel A to steel B is located in the area of the flow of steel leaving the steel ladle. The rest carry out the operations described in the description of the method.
По существу реализуют процесс разливки “плавка на плавку” с воздействием на химический состав стали перед разливкой и в процессе переливания стали из стальковша в промежуточный ковш.In essence, the casting process is carried out with the effect on the chemical composition of the steel before casting and during the transfusion of steel from a steel ladle into an intermediate ladle.
Часть заготовки с переходным химсоставом между сталями А и Б после МНЛЗ вырезают.Part of the workpiece with a transition chemical composition between steels A and B after continuous casting machine is cut.
Пример 3. Имеется заказ, аналогичный примеру 2, но сталь Б по химсоставу существенно отличается от стали А и содержит большее количество легирующих элементов. Разливку осуществляют на МНЛЗ с одним кристаллизатором. Вплоть до начала разливки стали Б повторяют совокупность операций, описанных в примере 2.Example 3. There is an order similar to example 2, but steel B in chemical composition differs significantly from steel A and contains a larger number of alloying elements. Casting is carried out on continuous casting machine with one mold. Until the start of the casting of steel B, the set of operations described in example 2 is repeated.
При переходе на разливку стали химсостава Б и получение из нее заготовок основное воздействие на химический состав стали осуществляют на стадии переливания стали из стальковша в промежуточный ковш путем подачи в сталь через полый стопор стальковша основных легирующих элементов, необходимых для изменения химсостава стали с А в Б.When switching to casting steel of chemical composition B and obtaining billets from it, the main effect on the chemical composition of steel is carried out at the stage of steel transfusion from the steel ladle to the intermediate ladle by supplying the main alloying elements necessary for changing the chemical composition of steel from A to B. through steel hollow stopper of the steel ladle.
Окончательный химсостав стали Б обеспечивают путем воздействия на химсостав стали на стадии переливания стали из промежуточного ковша в кристаллизатор. На этой стадии переливания стали осуществляют подачу в сталь легирующих элементов, достаточных для изменения химсостава стали с А в Б.The final chemical composition of steel B is provided by affecting the chemical composition of steel at the stage of steel transfusion from the intermediate ladle to the mold. At this stage of steel transfusion, alloying elements are fed into the steel, sufficient to change the chemical composition of the steel from A to B.
Воздействие на химсостав стали при переливании ее из стальковша в промежуточный ковш и из последнего в кристаллизатор осуществляют с использованием приемов настоящего способа.The impact on the chemical composition of steel when pouring it from a steel ladle to an intermediate ladle and from the latter to a mold is carried out using the methods of the present method.
Часть заготовки с переходным химсоставом между сталями А и Б после МНЛЗ вырезают.Part of the workpiece with a transition chemical composition between steels A and B after continuous casting machine is cut.
Пример 4. Производство заготовок согласно примеру 2 осуществляют на МНЛЗ с двумя кристаллизаторами.Example 4. The production of preforms according to example 2 is carried out on a continuous casting machine with two molds.
В стальковше аналогично примеру 2 получают сталь А основного химсостава и стальковш подают на МНЛЗ.In the steel ladle, analogously to example 2, steel A of the main chemical composition is obtained and the steel ladle is fed to the continuous casting machine.
В процессе непрерывной разливки в начале оба кристаллизатора применяют для производства заготовок из стали А, затем, после разливки 60% от объема стальковша, в один кристаллизатор продолжают переливать из промковша сталь А, в другой кристаллизатор начинают подавать сталь Б, при этом воздействие на химсостав осуществляют на стадии переливания стали из промежуточного ковша в этот кристаллизатор.In the process of continuous casting at the beginning, both crystallizers are used to produce steel A workpieces, then, after casting 60% of the volume of the steel ladle, steel A is continued to be poured from one of the molds, steel B is fed into the other mold, and the chemical composition is affected at the stage of transfusion of steel from the intermediate ladle into this mold.
Производительность МНЛЗ при реализации примера 4 в сравнении с примером 2 практически удваивается. После кристаллизации часть заготовки с переходным химсоставом между сталями А и Б вырезают.The productivity of continuous casting machines in the implementation of example 4 in comparison with example 2 is almost doubled. After crystallization, part of the preform with a transition chemical composition between steels A and B is cut out.
Пример 5. Производство заготовок согласно примеру 2 осуществляют на МНЛЗ с двумя кристаллизаторами.Example 5. The production of preforms according to example 2 is carried out on a continuous casting machine with two molds.
В стальковше аналогично примеру 2 получают сталь А основного химсостава и стальковш подают на МНЛЗ.In the steel ladle, analogously to example 2, steel A of the main chemical composition is obtained and the steel ladle is fed to the continuous casting machine.
В процессе разливки в начале разливают 60% объема стальковша через один из кристаллизаторов и производят заготовки из стали А. Затем из 40% оставшегося объема стали, переливаемой в промковш, 20% стали переливают в работающий кристаллизатор, а 20% стали переливают в другой кристаллизатор, воздействуя на химический состав стали на стадии указанного ее переливания в другой кристаллизатор в соответствии с приемами настоящего способа, получая из этого кристаллизатора заготовки стали Б.During casting, at the beginning 60% of the volume of the steel ladle is poured through one of the molds and billets are made of steel A. Then, from 40% of the remaining volume of steel being poured into the pit, 20% of the steel is poured into a working mold, and 20% of the steel is poured into another mold. acting on the chemical composition of the steel at the stage of its transfusion into another mold in accordance with the methods of the present method, obtaining steel B from this mold.
Перед началом разливки стали Б и в ее процессе учитывают переходный момент, необходимый для начала разливки стали химсостава Б.Before the casting of steel B and in its process take into account the transition moment necessary to start casting steel chemical composition B.
Обеспечивают производство из сталей А и Б заготовок разных поперечных сечений.Provide the production of steels of different cross sections from steels A and B.
Пример 6. Осуществляют производство заготовок согласно примеру 2. В отличие от примера 2 переливания стали из промковша в кристаллизатор с воздействием на ее химический состав осуществляют с использованием глуходонного погружного стакана описанной конструкции. В результате основную часть потока стали закручивают в ограниченном объеме кристаллизатора и в этом состоянии сталь Б поступает в основной объем кристаллизатора. Реализацией последних операций улучшают распределение легирующих элементов по объему стали Б в кристаллизаторе и воздействуют на формирование дендритов кристаллизующейся корочки стали. Тем самым повышают качество заготовок из стали Б.Example 6. Carry out the production of preforms according to example 2. In contrast to example 2, the transfusion of steel from the ladle into the mold with the effect on its chemical composition is carried out using a deaf submersible nozzle of the described construction. As a result, the main part of the steel stream is twisted in a limited volume of the mold and in this state, steel B enters the main volume of the mold. The implementation of the latter operations improves the distribution of alloying elements over the volume of steel B in the mold and affect the formation of dendrites of the crystallizing crust of steel. This improves the quality of steel B.
Пример 7. Имеется заказ на заготовки из сталей А, Б и В, соотношение между объемами поставок которых х, у и z % от объема Q стальковша соответственно, при этом, например, х>у>z. Разливку осуществляют на МНЛЗ с тремя кристаллизаторами. Сталь А содержит наименьшее число и количество легирующих элементов, сталь В - наибольшее число и количество легирующих элементов.Example 7. There is an order for billets made of steels A, B and C, the ratio between the supply volumes of which is x, y and z% of the volume Q of the steel ladle, respectively, while, for example, x> y> z. The casting is carried out on a continuous casting machine with three molds. Steel A contains the smallest number and number of alloying elements, steel B contains the largest number and number of alloying elements.
Полученную в сталеплавильном агрегате сталь заливают в стальковш. В стальковше с использованием описанной совокупности приемов получают сталь химсостава A и стальковш подают на МНЛЗ.The steel obtained in the steelmaking unit is poured into a steel ladle. In the steel ladle using the described set of techniques, chemical composition steel A is obtained and the steel ladle is fed to the continuous casting machine.
В процессе разливки через один из кристаллизаторов получают заготовки из стали А без воздействия на химсостав стали. В процессе переливания у % объема стали А из промежуточного ковша в другой кристаллизатор воздействуют на химический состав стали, переводя ее из стали А в сталь Б. В процессе переливания z % объема стали А из промежуточного ковша в третий кристаллизатор воздействуют на химический состав стали, переводя ее из стали А в сталь В. По мере производства х заготовок из стали А, у заготовок из стали Б и z заготовок из стали В процесс разливки в соответствующий кристаллизатор прекращают.In the casting process, through one of the molds, billets of steel A are obtained without affecting the chemical composition of the steel. In the process of transfusion,% of the volume of steel A from the intermediate ladle to another mold affects the chemical composition of steel, transferring it from steel A to steel B. In the process of transfusion, z% of the volume of steel A from the intermediate ladle to the third crystallizer affects the chemical composition of steel, transferring it is from steel A to steel B. As production of x billets from steel A, for billets from steel B and z of billets from steel B, the casting process in the corresponding mold is stopped.
Таким образом, одновременно с МНЛЗ из одного стальковша со сталью объемом Q получают х· Q заготовок стали А, у· Q заготовок стали Б и z· Q заготовок стали В. Поперечное сечение получаемых заготовок разного химсостава при этом может быть различное (или одинаковое).Thus, simultaneously with a continuous casting machine, x · Q billets of steel A are obtained from the same steel ladle with steel of volume Q, y · Q are billets of steel B and z · Q are billets of steel B. The cross section of the resulting billets of different chemical composition may be different (or the same) .
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003126454/02A RU2247625C1 (en) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | Method for acting upon chemical composition of melt steel before continuous casting process and during such process and crater formation preventing apparatus for performing the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003126454/02A RU2247625C1 (en) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | Method for acting upon chemical composition of melt steel before continuous casting process and during such process and crater formation preventing apparatus for performing the method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003126454A RU2003126454A (en) | 2005-02-27 |
| RU2247625C1 true RU2247625C1 (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=35286158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003126454/02A RU2247625C1 (en) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | Method for acting upon chemical composition of melt steel before continuous casting process and during such process and crater formation preventing apparatus for performing the method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2247625C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009016442A1 (en) * | 2007-07-04 | 2009-02-05 | Schumacher, Edgar | Submerged nozzle |
| EA018656B1 (en) * | 2008-12-17 | 2013-09-30 | Петер Ковач | Continuous cast method and arrangement therefor |
| CN111230090A (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 常熟南师大发展研究院有限公司 | A method for smelting and casting ingots containing three-stage filter slag |
| CN111230089A (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 常熟南师大发展研究院有限公司 | A smelting and ingot casting device comprising a three-stage filter residue structure |
| 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 |
| RU2760696C1 (en) * | 2021-02-09 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Apparatus for supplying and mixing steel in the crystalliser of a continuous casting unit |
| RU2764446C1 (en) * | 2021-05-20 | 2022-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Device for feeding and mixing steel in the mold of a continuous casting unit |
| RU2813189C1 (en) * | 2023-05-11 | 2024-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Device for feeding and mixing steel in mold of continuous casting plant |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4520861A (en) * | 1983-11-18 | 1985-06-04 | Republic Steel Corporation | Method and apparatus for alloying continuously cast steel products |
| US4632368A (en) * | 1984-05-08 | 1986-12-30 | Centro Sperimentale Metallurgico S.P.A. | Continuous casting tundish with post-refining treatment reactor functions |
| WO2002076658A1 (en) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | Rhi Ag | Device for preventing a vortex effect in the discharge area of a metallurgical melting vessel |
-
2003
- 2003-09-01 RU RU2003126454/02A patent/RU2247625C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4520861A (en) * | 1983-11-18 | 1985-06-04 | Republic Steel Corporation | Method and apparatus for alloying continuously cast steel products |
| US4632368A (en) * | 1984-05-08 | 1986-12-30 | Centro Sperimentale Metallurgico S.P.A. | Continuous casting tundish with post-refining treatment reactor functions |
| WO2002076658A1 (en) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | Rhi Ag | Device for preventing a vortex effect in the discharge area of a metallurgical melting vessel |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009016442A1 (en) * | 2007-07-04 | 2009-02-05 | Schumacher, Edgar | Submerged nozzle |
| RU2359782C2 (en) * | 2007-07-04 | 2009-06-27 | Техком Гмбх | Immersible sleeve |
| EA015521B1 (en) * | 2007-07-04 | 2011-08-30 | Техком Гмбх | Submerged nozzle |
| EA018656B1 (en) * | 2008-12-17 | 2013-09-30 | Петер Ковач | Continuous cast method and arrangement therefor |
| CN111230090A (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 常熟南师大发展研究院有限公司 | A method for smelting and casting ingots containing three-stage filter slag |
| CN111230089A (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-05 | 常熟南师大发展研究院有限公司 | A smelting and ingot casting device comprising a three-stage filter residue structure |
| 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 |
| RU2760696C1 (en) * | 2021-02-09 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Apparatus for supplying and mixing steel in the crystalliser of a continuous casting unit |
| RU2764446C1 (en) * | 2021-05-20 | 2022-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Device for feeding and mixing steel in the mold of a continuous casting unit |
| RU2813189C1 (en) * | 2023-05-11 | 2024-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Device for feeding and mixing steel in mold of continuous casting plant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003126454A (en) | 2005-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4298377A (en) | Vortex reactor and method for adding solids to molten metal therewith | |
| RU2247625C1 (en) | Method for acting upon chemical composition of melt steel before continuous casting process and during such process and crater formation preventing apparatus for performing the method | |
| US5083754A (en) | Apparatus for retaining slag during the discharge of molten metal from a tundish | |
| SK18782000A3 (en) | METHOD AND DEVICE FOR SEALING A TAP HOLE IN METALLURGICALì (54) CONTAINERS | |
| TWI617377B (en) | Continuous casting method | |
| JP6228524B2 (en) | Continuous casting method | |
| US4015655A (en) | Process and apparatus for continuously casting strands of unkilled or semi-killed steel | |
| JP5965186B2 (en) | Continuous casting method | |
| CN105682827B (en) | Continuous casing | |
| CA1119413A (en) | Process and a device for the treatment of an iron melt | |
| RU2293937C2 (en) | Metal melting vessel emptying method for discharging main part of melt metal through outlet opening in bottom surface of vessel and metal melting vessel | |
| JP2661797B2 (en) | Multi-layer slab casting method | |
| JP2007054860A (en) | Ladle for continuous casting and method for producing slab | |
| US3275244A (en) | Apparatus for introducing addition agent into a melt | |
| RU2288280C1 (en) | Method of acting on chemical composition of molten steel and equipment complex for realization of this method | |
| RU2262414C2 (en) | Intermediate steel casting ladle | |
| RU2247156C2 (en) | Method of treatment of metal melt in ladle and device for realization of this method | |
| RU2337789C2 (en) | Method for continually pouring out steel | |
| JPH0338017B2 (en) | ||
| SU1601134A1 (en) | Method of deoxidizing steel | |
| RU2653743C1 (en) | Method of mixing steel in the metallurgical unit | |
| WO1987007306A1 (en) | Improvements in or relating to the production of iron | |
| RU2312903C2 (en) | Pseudo-rimming steel production method | |
| JPH01133653A (en) | Tundish for continuous casting | |
| JPH0124591B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050530 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170902 |