RU2296647C2

RU2296647C2 - Steel casting ladle

Info

Publication number: RU2296647C2
Application number: RU2005114517/02A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Лавров (RU); Александр Сергеевич Лавров; Юрий Иванович Ларин (RU); Юрий Иванович Ларин; Сергей Александрович Лавров (RU); Сергей Александрович Лавров; Владимир Дмитриевич Лаврентьев (RU); Владимир Дмитриевич Лаврентьев; Владимир Ильич Лебедев (RU); Владимир Ильич Лебедев; Андрей Викторович Ярошенко (RU); Андрей Викторович Ярошенко; Борис Николаевич Тонких (RU); Борис Николаевич Тонких
Original assignee: Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" (ОАО "НЛМК")
Priority date: 2005-05-14
Filing date: 2005-05-14
Publication date: 2007-04-10
Also published as: RU2005114517A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: on bottom of ladle refractory insert is mounted symmetrically relative to casting nozzles close to lateral wall of ladle. Said refractory insert has bottom and lateral walls. Distance m between lateral walls of insert in its contact zone with lateral wall of ladle consists of (0.15 - 0.4)D, length l of lateral walls of insert consists of (0.2 - 0.4)D where D - diameter of ladle bottom in working cavity of ladle. Height of lateral walls of insert consists of 0.05 - 0.09 of height of working cavity of ladle. Bottom of insert is inclined by angle α equal to 2 - 10° relative to bottom of ladle towards its center. Lateral walls of insert are inclined by angle β equal to 5 - 15° relative to diametrical plane of ladle.

EFFECT: elimination of washing away of charge in ducts of nozzles, prevention of melt steel penetration into them at starting metal casting by feeding metal to ladle.

3 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к сталеразливочным ковшам, применяемым при непрерывной разливке стали.The invention relates to ferrous metallurgy, and more particularly to steel pouring ladles used in the continuous casting of steel.

Наиболее близким по технической сущности является сталеразливочный ковш, содержащий металлический кожух, изоляционный, арматурный и рабочий слои футеровки боковых стенок, футерованное днище, гнездовые кирпичи с разливочными стаканами, установленными в днище ковша со смещением относительно диаметральной оси днища, а также шиберные затворы.The closest in technical essence is a steel pouring ladle containing a metal casing, insulating, reinforcing and working layers of the lining of the side walls, a lined bottom, nesting bricks with casting glasses installed in the bottom of the bucket with an offset relative to the diametrical axis of the bottom, as well as slide gates.

По диаметральной оси днища параллельно прямой, соединяющей оси разливочных стаканов, выполнены на расстоянии друг от друга от двух до пяти выступов, при этом днище выполнено наклонным под углом 2-5 градусов в сторону разливочных стаканов. Высота выступов над днищем по его диаметральной оси составляет 0,02-0,08 высоты рабочей полости ковша (См. патент РФ №2092279, кл. В22D 41/02; 11/10, Бюлл. изобр. №28, 1997).On the diametrical axis of the bottom parallel to the straight line connecting the axis of the pouring glasses, made from two to five protrusions from each other, while the bottom is made inclined at an angle of 2-5 degrees in the direction of the pouring glasses. The height of the protrusions above the bottom along its diametrical axis is 0.02-0.08 of the height of the working cavity of the bucket (See RF patent No. 2092279, CL B22D 41/02; 11/10, Bull. Inventory No. 28, 1997).

Недостатком известного сталеразливочного ковша является закозление каналов сталеразливочных стаканов при начале подачи стали в ковш из сталеплавильного агрегата. Это объясняется тем, что первые порции жидкой стали при подаче в ковш попадают в каналы сталеразливочных стаканов и в них замерзают. При наличии в каналах стаканов засыпки в виде смеси песка и коксика происходит ее размывание потоками жидкой стали и попадание ее в каналы стаканов. Сказанное приводит к необходимости длительного прожигания стаканов в начале непрерывной разливки стали, что приводит к увеличению загрязненности металла неметаллическими включениями и уменьшению производительности процесса непрерывной разливки, особенно при разливке методом "плавка на плавку".A disadvantage of the known steel-pouring ladle is the channeling of the steel-pouring cans at the beginning of the supply of steel to the ladle from the steelmaking unit. This is due to the fact that the first portions of molten steel, when fed into the ladle, fall into the channels of the steel pouring glasses and freeze in them. If there is a backfill in the channels of the glasses in the form of a mixture of sand and coke, it is eroded by the flows of liquid steel and its ingress into the channels of the glasses. The aforesaid leads to the need for long burning of glasses at the beginning of continuous casting of steel, which leads to an increase in metal contamination by non-metallic inclusions and a decrease in the productivity of the continuous casting process, especially when casting by "melting".

Техническая задача, решаемая при использовании изобретении, заключается в устранении закозления каналов разливочных стаканов в начале подачи металла в ковш и повышении производительности процесса непрерывной разливки стали.The technical problem solved by using the invention is to eliminate the channeling of the channels of the pouring glasses at the beginning of the metal supply to the ladle and to increase the productivity of the process of continuous casting of steel.

Указанная задача решается тем, что сталеразливочный ковш содержит металлический кожух, изоляционный слой, арматурный и рабочий слои футеровки боковой стенки, футерованное днище, гнездовые кирпичи с разливочными стаканами, установленными в днище ковша со смещением относительно диаметральной оси днища, шиберные затворы.This problem is solved in that the steel pouring ladle contains a metal casing, an insulating layer, reinforcing and working layers of the side wall lining, a lined bottom, nesting bricks with casting glasses installed in the bottom of the bucket with an offset relative to the diametrical axis of the bottom, slide gates.

На дне ковша в его рабочей полости симметрично разливочным стаканам в диаметральной плоскости вплотную к боковой стенке ковша установлена огнеупорная вставка П-образной формы с дном. Расстояние между боковыми стенками вставки в месте контакта с боковой стенкой ковша составляет 0,15-0,4, а длина боковых стенок вставки составляет 0,2-0,4 диаметра днища ковша в его рабочей полости. Высота боковых стенок вставки составляет 0,05-0,09 высоты рабочей полости ковша. Дно вставки выполнено под углом 2-10 градусов к днищу ковша в сторону центра ковша. Боковые стенки вставки симметрично расположены под углом к диаметральной плоскости днища ковша в пределах 5-15 градусов.At the bottom of the bucket in its working cavity symmetrically to the pouring glasses in the diametrical plane, close to the side wall of the bucket, a U-shaped refractory insert with a bottom is installed. The distance between the side walls of the insert at the point of contact with the side wall of the bucket is 0.15-0.4, and the length of the side walls of the insert is 0.2-0.4 of the diameter of the bottom of the bucket in its working cavity. The height of the side walls of the insert is 0.05-0.09 the height of the working cavity of the bucket. The bottom of the insert is made at an angle of 2-10 degrees to the bottom of the bucket towards the center of the bucket. The side walls of the insert are symmetrically located at an angle to the diametrical plane of the bottom of the bucket within 5-15 degrees.

Устранение закозления каналов разливочных стаканов будет происходить вследствие уменьшения кинетической энергии потоков стали при начале ее подачи в ковш. В этих условиях устраняется размыв засыпки, находящейся в каналах стаканов и попадание в них жидкой стали.Elimination of channeling of the channels of pouring glasses will occur due to a decrease in the kinetic energy of the steel flows at the beginning of its supply to the ladle. Under these conditions, the erosion of the backfill located in the channels of the glasses and the ingress of liquid steel into them is eliminated.

Повышение производительности процесса непрерывной разливки стали будет происходить вследствие уменьшения времени на прожигание каналов разливочных стаканов при начале подачи стали в промежуточный ковш при непрерывной разливке.An increase in the productivity of the process of continuous casting of steel will occur due to a decrease in the time needed to burn the channels of the pouring glasses at the beginning of the supply of steel to the intermediate ladle during continuous casting.

Диапазон значений расстояний между боковыми стенками вставки в месте ее контакта с боковой стенкой ковша в пределах 0,15-0,4 от диаметра днища ковша в его рабочей полости объясняется гидрокинетическими закономерностями взаимодействия потоков заливаемой в начальный период в ковш стали со вставкой. При меньших значениях будет происходить перелив стали через боковые стенки вставки в начале ее подачи в ковш. При больших значениях не будет уменьшаться кинетическая энергия потоков стали до необходимых пределов. В обоих случаях будет происходить вымывание засыпки из каналов разливочных стаканов, что приведет к их закозлению.The range of distances between the side walls of the insert at its contact with the side wall of the bucket within 0.15-0.4 of the diameter of the bottom of the bucket in its working cavity is explained by the hydrokinetic laws of the interaction of the flows of steel poured into the bucket in the initial period with the insert. At lower values, steel will overflow through the side walls of the insert at the beginning of its supply to the bucket. At large values, the kinetic energy of steel flows will not decrease to the necessary limits. In both cases, the backfill will be washed out from the channels of the pouring glasses, which will lead to their hardening.

Диапазон значений длины боковых стенок вставки в пределах 0,2-0,4 от диаметра днища ковша в его рабочей полости объясняется гидрокинетическими закономерностями взаимодействия потоков заливаемой в ковш в начальный период стали со вставкой. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимое снижение кинетической энергии потоков стали. При больших значениях будет происходить снижение интенсивности и равномерности покрытия днища ковша слоем подаваемой стали.The range of lengths of the side walls of the insert within 0.2-0.4 of the diameter of the bottom of the bucket in its working cavity is explained by the hydrokinetic laws of the interaction of the flows of steel poured into the bucket in the initial period with the insert. At lower values, the necessary decrease in the kinetic energy of steel flows will not be provided. At high values, there will be a decrease in the intensity and uniformity of the coating of the bottom of the bucket with a layer of supplied steel.

Диапазон значений высоты боковых стенок вставки в пределах 0,05-0,09 высоты рабочей полости ковша объясняется гидрокинетическими закономерностями взаимодействия потоков стали из сталеплавильного агрегата с дном вставки. При меньших значениях будет происходить перелив стали через боковые стенки вставки в начальный период наполнения ковша. При больших значениях будет снижаться прочность и устойчивость боковых стенок вставки.The range of the height of the side walls of the insert within the range of 0.05-0.09 of the height of the working cavity of the bucket is explained by the hydrokinetic laws of the interaction of steel flows from the steelmaking unit with the bottom of the insert. At lower values, steel will overflow through the side walls of the insert in the initial period of bucket filling. At high values, the strength and stability of the side walls of the insert will decrease.

Диапазоны значений углов наклона дна вставки и расположения ее боковых стенок к диаметральной плоскости днища ковша в пределах соответственно 2-10 и 5-15 градусов объясняется необходимостью упорядочения потоков стали по днищу ковша в начальный период наполнения ковша. При меньших и больших значениях будет повышаться турбулентность потоков стали в начальный период наполнения ковша сверх допустимых значений.The ranges of the angles of inclination of the bottom of the insert and the location of its side walls to the diametrical plane of the bottom of the bucket in the range of 2-10 and 5-15 degrees, respectively, is explained by the need to streamline the steel flows along the bottom of the bucket in the initial period of filling the bucket. At lower and higher values, the turbulence of steel flows in the initial period of filling the ladle in excess of the permissible values will increase.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого сталеразливочного ковша с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".The analysis of scientific, technical and patent literature shows the absence of coincidence of the distinctive features of the inventive steel-pouring ladle with signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, со ссылкой на чертеж, на котором показано:The following is an embodiment of the invention, not excluding other options within the scope of the claims, with reference to the drawing, which shows:

фиг.1 - схема сталеразливочного ковша, поперечный разрез;figure 1 is a diagram of a steel ladle, cross section;

фиг.2 - то же, разрез А-А;figure 2 is the same, section aa;

фиг.3 - то же, разрез Б-Б.figure 3 - the same section BB.

Сталеразливочный ковш состоит из металлического кожуха 1, изоляционного 2, арматурного 3 и рабочего 4 слоев футеровки, П-образной вставки с дном 5 и боковыми стенками 6, днища 7, гнездовых кирпичей 8, разливочных стаканов 9, шиберных затворов 10, засыпки 11, поверхности боковой стенки ковша 12. Позицией m обозначено расстояние между боковыми стенками вставки в месте контакта с боковой стенкой ковша, l - длина боковых стенок вставки, α - угол наклона дна вставки, β - угол расположения боковой стенки вставки к диаметральной плоскости днища ковша, D - диаметр днища ковша, Н - высота рабочей полости ковша, n - высота стенок вставки.The steel pouring ladle consists of a metal casing 1, insulating 2, reinforcing 3 and working 4 layers of the lining, a U-shaped insert with a bottom 5 and side walls 6, a bottom 7, socket bricks 8, pouring glasses 9, slide gates 10, backfill 11, surface the side wall of the bucket 12. The position m indicates the distance between the side walls of the insert at the point of contact with the side wall of the bucket, l is the length of the side walls of the insert, α is the angle of inclination of the bottom of the insert, β is the angle of the side wall of the insert to the diametrical plane of the bottom of the bucket, D - dia p ladle bottom, H - the height of the working chamber of the bucket, n - the height of the insert walls.

Сталеразливочный ковш работает следующим образом.Steel ladle works as follows.

Пример. Перед началом непрерывной разливки сталеразливочный ковш наполняется сталью марки 08Ю из конвертера соответствующей емкости, из которого через один из разливочных стаканов 9 металл направляется в промежуточный ковш и далее в кристаллизаторы, из которых вытягиваются непрерывнолитые слитки. Сталеразливочный ковш состоит из металлического кожуха 1 и корпичной футеровки основного 3 и рабочего 4 слоев. Между основным слоем 3 футеровки и кожухом 1 расположен изоляционный слой 2 из огнеупорной обмазки. В днище 7 ковша установлены два гнездовых кирпича 8 с разливочными стаканами 9. Оси разливочных стаканов 9 смещены симметрично относительно диаметральной оси днища ковша. На днище 7 ковша установлены шиберные затворы 10, позволяющие регулировать расход металла из ковша. Перед началом наполнения сталью ковша шиберный затвор 10 находится в закрытом положении, а каналы разливочных стаканов 9 заполнены засыпкой 11 из смеси песка и кокса.Example. Before the start of continuous casting, the steel pouring ladle is filled with 08Y grade steel from a converter of the corresponding capacity, from which through one of the pouring glasses 9 the metal is sent to the intermediate ladle and then to the molds from which continuously cast ingots are drawn. The steel pouring ladle consists of a metal casing 1 and a particle lining of the main 3 and the working 4 layers. Between the main layer 3 of the lining and the casing 1 is an insulating layer 2 of refractory coating. Two nesting bricks 8 with pouring glasses 9 are installed in the bottom of the bucket 7. The axes of the pouring glasses 9 are displaced symmetrically with respect to the diametrical axis of the bottom of the bucket. On the bottom of the bucket 7 installed slide gates 10, allowing you to adjust the flow of metal from the bucket. Before filling the ladle with steel, the slide gate 10 is in the closed position, and the channels of the pouring glasses 9 are filled with a backfill 11 from a mixture of sand and coke.

На дне 7 ковша в его рабочей полости симметрично разливочным стаканам 9 в диаметральной плоскости вплотную к поверхности боковой стенки 12 ковша установлена огнеупорная вставка П-образной формы с дном 5 и боковыми стенками 6. Расстояние m между боковыми стенками 6 вставки в месте контакта с боковой стенкой ковша 12 составляет 0,15-0,3, а длина l боковых стенок 6 вставки составляет 0,2-0,4 диаметра днища Д ковша в его рабочей полости. Высота n боковых стенок 6 составляет 0,05-0,09 высоты Н рабочей полости ковша. Дно 5 вставки выполнено под углом α в пределах 2-10 градусов к днищу 7 ковша в сторону его центра. Боковые стенки 6 вставки симметрично расположены под углом β к диаметральной плоскости днища 7 ковша в пределах 5-15 градусов.At the bottom 7 of the bucket in its working cavity, symmetrically to the pouring glasses 9 in the diametrical plane, close to the surface of the side wall of the bucket 12, a U-shaped refractory insert with a bottom 5 and side walls is installed 6. The distance m between the side walls 6 of the insert at the point of contact with the side wall the bucket 12 is 0.15-0.3, and the length l of the side walls 6 of the insert is 0.2-0.4 of the diameter of the bottom D of the bucket in its working cavity. The height n of the side walls 6 is 0.05-0.09 height H of the working cavity of the bucket. The bottom 5 of the insert is made at an angle α within 2-10 degrees to the bottom of the bucket 7 toward its center. The side walls 6 of the insert are symmetrically located at an angle β to the diametrical plane of the bottom of the bucket 7 within 5-15 degrees.

При начале наполнения ковша струя стали из конвертера направляется в полость вставки. В этих условиях происходит уменьшение кинетической энергии струи стали, уменьшается барботаж стали в районе разливочных стаканов, устраняется вымывание засыпки из стаканов, в их каналы не затекает сталь, исключается закозление каналов. При дальнейшем наполнении ковша сталью барботаж и скорость потоков стали на днище ковша уменьшаются, засыпка остается целой.At the beginning of the bucket filling, the stream of steel from the converter is directed into the insert cavity. Under these conditions, the kinetic energy of the steel stream decreases, the bubbling of steel in the area of the pouring glasses decreases, leaching of the backfill from the glasses is eliminated, steel does not flow into their channels, and channeling is prevented. With further filling of the bucket with steel, bubbling and the speed of steel flows on the bottom of the bucket decrease, the backfill remains intact.

В таблице приведены примеры использования сталеразливочного ковша.The table shows examples of the use of a steel pouring ladle.

ТаблицаTable ПараметрыOptions ПримерыExamples 1one 22 33 4four 55 1 Емкость ковша, т1 Bucket capacity, t 150150 150150 250250 350350 350350 2 Диаметр Д, м2 Diameter D, m 2,42,4 2,42,4 3,33.3 4,04.0 4,04.0 3 Высота, H3 Height, H 3,63.6 3,63.6 4,54,5 5,05,0 5,05,0 4 Длина l, м4 Length l, m 0,1×2,4=0,240.1 × 2.4 = 0.24 0,2×2,4=0,480.2 × 2.4 = 0.48 0,3×3,3=0,990.3 × 3.3 = 0.99 0,4×4=1,60.4 × 4 = 1.6 0,05×4=2,00.05 × 4 = 2.0 5 Расстояние m, м5 Distance m, m 0,13×2,4=0,310.13 × 2.4 = 0.31 0,15×2,4=0,360.15 × 2.4 = 0.36 0,22×3,3=0,730.22 × 3.3 = 0.73 0,4×4=1,60.4 × 4 = 1.6 0,45×4=1,80.45 × 4 = 1.8 6 Высота n, м6 Height n, m 0,04×2,4=0,100.04 × 2.4 = 0.10 0,05×3,6=0,180.05 × 3.6 = 0.18 0,07×4,5=0,320.07 × 4.5 = 0.32 0,09×6=0,540.09 × 6 = 0.54 0,1×6=0,60.1 × 6 = 0.6 7 Угол α, градус7 Angle α, degree 1one 22 66 1010 1212 8 Угол β, градус8 Angle β, degree 33 55 1010 15fifteen 20twenty

В 1-м и 5-м примерах вследствие несоблюдения необходимых конструктивных параметров вставки не обеспечивается устранение закозления разливочных стаканов ковша.In the 1st and 5th examples, due to non-compliance with the necessary design parameters of the insert, elimination of the fouling of the bucket filling glasses is not ensured.

Применение изобретения позволяет повысить производительность процесса непрерывной разливки стали методом "плавка на плавку" на 5-10%.The application of the invention improves the productivity of the process of continuous casting of steel by the method of "melting" by 5-10%.

Claims

A steel pouring ladle containing a metal casing with a lining of the side wall and bottom, nesting bricks with casting glasses installed in the bottom of the bucket with an offset relative to the diametrical axis of the bottom, slide gates, characterized in that it is equipped with a refractory insert installed close to the pouring cups on the bottom of the bucket symmetrically to the side wall of the bucket and having a bottom and side walls, the distance m between the side walls of the insert at the point of contact with the side wall of the bucket is (0.15-0.40) D, length l of the sides x the walls of the insert is (0.2-0.4) D, where D is the diameter of the bottom of the bucket in its working cavity, the height of the side walls of the insert is 0.05-0.09 the height of the working cavity of the bucket, the bottom of the insert is inclined at an angle α equal to 2-10 ° to the bottom of the bucket towards its center, and the side walls of the insert are made at an angle β equal to 5-15 ° to the diametrical plane of the bucket.