УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ Российский патент 1995 года по МПК B22D11/10 

Описание патента на изобретение RU2037368C1

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металлов.

Известно устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающее вакуумкамеру с патрубком, входящим непосредственно в кристаллизаторы. Разливочный ковш установлен на вакуумкамеру. В этих условиях вакуумкамера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным c вакуумнасосами [1]
Недостатком известного устройства является недостаточная производительность и стабильность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в случае нарушения герметичности вакуум-камеры происходит переполнение кристаллизаторов. В этих условиях прекращается процесс непрерывной разливки. Кроме того, невозможна регулировка расхода металла в кристаллизаторы в зависимости от изменяющихся технологических параметров процесса разливки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающее вакуумкамеру с патрубком, установленным в ее днище и входящим в промежуточный ковш, а также вакуумпровод, соединенный с вакуумным насосом. Разливочный ковш установлен на вакуумкамере. Расход металла из промежуточного ковша регулируют при помощи стопоров. После подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижнего торца патрубка и герметизации вакуум-камеры жидким металлом начинают производить уменьшение остаточного давления в камере [2]
Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество разливаемого металла. Это объясняется тем, что часть плавки разливается в условиях отсутствия вакуумирования вследствие необходимости создания необходимого остаточного давления в вакуумкамере. Эта операция производится во времени. Кроме того, весь объем металла, находящийся в начале разливки в промежуточном ковше, не подвергается вакуумированию. В результате этого в металле непрерывнолитых слитков не уменьшается содержание водорода, азота и неметаллических включений. Это приводит к браку непрерывнолитых слитков. При этом снижается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности получения непрерывнолитых слитков высокого качества.

Указанный технический эффект достигается тем, что устройство включает вакуум-камеру с патрубком, установленным в ее днище и входящим в промежуточный ковш, а также вакуумпровод. Вакуумкамера снабжена дополнительным патрубком, оборудованным подводящим трубопроводом, при этом патрубки выполнены различной длины, а длина дополнительного патрубка выполнена меньше длины другого патрубка на 0,5-2,0 его внутреннего диаметра.

Повышение производительности получения непрерывнолитых слитков высокого качества будет происходить вследствие повышения эффективности процесса вакуумирования в условиях одновременного совмещения двух видов вакуумирования: циркуляционного и дегазации струи и слоя металла в проточной вакуумкамере.

При этом процессу вакуумирования будет подвергаться весь разливаемый металл, начиная с его первых порций, наполняющих промежуточный ковш в начале непрерывной разливки, за счет циркуляционного вакуумирования.

Выполнение длины дополнительного патрубка меньше длины другого патрубка на 0,5-2,0 его внутреннего диаметра объясняется закономерностями распределения конвективных потоков в промежуточном ковше при сливе в него металла через один патрубок и подъеме металла из промежуточного ковша в вакуумкамеру через другой дополнительный патрубок. При меньших значениях необходимо будет обеспечивать глубокое погружение удлиненного патрубка под уровень металла в промежуточном ковше. В этих условиях струя металла из удлиненного патрубка будет размывать футеровку днища промежуточного ковша, что приводит к выходу ковша из строя. При меньших значениях поток металла из сливного патрубка, будучи холодным вследствие проведения процесса вакуумирования, не будет перемешиваться с остальным металлом, находящимся в промежуточном ковше. При подъеме этих охлажденных порций металла через дополнительный патрубок обратно в вакуумкамеру металл еще больше будет охлаждаться в процессе циркуляционного вакуумирования, а также в процессе вакуумирования в слое металла на днище вакуумкамеры. Указанный диапазон устанавливают в обратно пропорциональной зависимости от внутреннего диаметра проходного канала удлиненного патрубка.

На чертеже показана схема установки для обработки металла в процессе непрерывной разливки.

Установка для осуществления способа обработки металла в процессе непрерывной разливки состоит из разливочного ковша 1, вакуумкамеры 2, патрубка 3, промежуточного ковша 4, разливочных стаканов 5, кристаллизаторов 6, вакуумпровода 7, трубопровода 8. Позицией 9 обозначен жидкий металл, 10 уровень металла в промежуточном ковше, 11 непрерывнолитой слиток, 12 патрубок.

Устройство работает следующим образом.

П р и м е р. В начале процесса непрерывной разливки подают жидкую нераскисленную сталь 9 марки ст3 из разливочного ковша 1 емкостью 350 т в вакуумкамеру 2 и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,2-0,5 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуумпровода 7, соединенного с вакуумнасосом. Металл 9 подают из вакуумкамеры 2 в промежуточный ковш 4 емкостью 50 т через огнеупорный патрубок 3. Далее металл 9 подают из промежуточного ковша 4 через удлиненные огнеупорные стаканы 5 в кристаллизаторы 6 под уровень металла. Из кристаллизаторов 6 вытягивают неперерывнолитые слитки 11 сечением 250х1600 мм с переменной скоростью в пределах 0,6-1,2 м/мин. Расход металла из промежуточного ковша 4 регулируют при помощи стопорных механизмов (на чертеже не показаны).

В начале наполнения промежуточного ковша 4 металлом 9 выше нижних торцов патрубков 3 и 12 и герметизации вакуумкамеры 2 уровнем 10 жидкого металла производят циркуляционное вакуумирование металла, находящегося в промежуточном ковше, посредством подачи инертного газа, например аргона, по трубопроводу 8 в патрубок 12 с расходом в пределах 400-600 л/мин. В этих условиях, когда из вакуумкамеры 2 начинают откачивать воздух, под действием атмосферного давления металл поднимается в вакуумную камеру 2 на барометрическую величину, равную примерно 1,4 м, и покрывает подину камеры. Одновременно в патрубок 12 подводится аргон как транспортирующий газ. Газ, увеличиваясь в объеме, поднимается по патрубку, приводит в движение находящийся здесь металл и приподнимает на некоторую величину уровень зеркала металла 9 в камере 2. Дегазированный металл 9 стекает по другому патрубку 3 обратно в промежуточный ковш 4. При этом выделившийся газ удаляется из камеры 2 по вакуумпроводу 7.

После герметизации патрубков 3 жидким металлом начинается понижение давления в вакуумкамере до необходимого значения. Объем металла, находящегося в промежуточном ковше и вновь поступающего в вакуумкамеру, подвергается только циркуляционному вакуумированию. В дальнейшем после создания в вакуумкамере необходимого остаточного давления разливку ведут в условиях совместного вакуумирования металла: посредством его пропускания через вакуумкамеру и циркуляции металла через патрубки.

В общем случае процесс разливки можно производить в трех вариантах: только пропусканием металла через вакуумкамеру, только при помощи циркуляции металла через патрубки и, наконец, при совмещении этих процессов вакуумирования.

Патрубки 3 и 12 выполнены различной длины. Длина дополнительного патрубка 12 выполнена меньше длины другого патрубка 3 на 0,5-2,0 внутреннего диаметра его канала.

В таблице приведены примеры работы устройства для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке с различными технологическими параметрами.

В первом примере вследствие большой разницы в длинах напорного 12 и сливного 3 патрубков и, как следствие, необходимости большого заглубления сливного патрубка 3 под уровень металла, происходит разрушение футеровки днища промежуточного ковша.

В пятом примере вследствие малой разницы в длинах напорного 12 и сливного 3 патрубков будет происходить неполное перемешивание металла в промежуточном ковше, что приведет к его переохлаждению и замерзанию в разливочных стаканах.

В шестом примере вследствие отсутствия дополнительного патрубка и проведения циркуляционного вакуумирования снижается интенсивность поточного вакуумирования. В результате в металле непрерывнолитых слитков увеличивается количество неметаллических и газовых включений.

В примерах 2-4 увеличивается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества вследствие повышения эффективности процесса вакуумирования в условиях одновременного совмещения двух видов вакуумирования: циркуляционного и дегазации струи и слоя металла в проточной вакуумкамере. Кроме того, вследствие разницы длины патрубков в оптимальных пределах исключается переохлаждение металла и размыв футеровки днища промежуточного ковша.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность процесса вакуумирования металла в зависимости от раскисленности металла и его весового расхода. При этом сокращаются объемы невакуумированного металла и повышается производительность получения непрерывнолитых слитков высокого качества, снижается брак слитков по неметаллическим включениям и наличию в металле вредных газовых включений, увеличивается стойкость промежуточного ковша.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить выход непрерывнолитых слитков высокого качества на 6-8% Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принято устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, применяемое на Новолипецком комбинате.

Похожие патенты RU2037368C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ 1995
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Сафонов И.В.
  • Копылов А.Ф.
  • Чиграй С.М.
RU2085329C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ 1993
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Ермолаева Е.И.
  • Капнин В.В.
  • Копылов А.Ф.
  • Сафонов И.В.
  • Ролдугин Г.Н.
  • Шатохин В.Е.
RU2037369C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ 1995
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Рябов В.В.
  • Сафонов И.В.
  • Копылов А.Ф.
  • Чуйков В.В.
  • Чиграй С.М.
RU2087250C1
СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1993
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Капнин В.В.
  • Копылов А.Ф.
  • Сафонов И.В.
  • Шатохин В.Е.
  • Пестов В.Н.
RU2037367C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ 1993
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Рябов В.В.
  • Капнин В.В.
  • Сафонов И.В.
  • Чиграй С.М.
RU2037371C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ 1993
  • Уманец В.И.
  • Лебедев В.И.
  • Рябов В.В.
  • Копылов А.Ф.
  • Сафонов И.В.
  • Чиграй С.М.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
RU2037372C1
СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1995
  • Уманец В.И.
  • Рябов В.В.
  • Лебедев В.И.
  • Сафонов И.В.
  • Копылов А.Ф.
  • Чиграй С.М.
RU2085331C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ 1996
  • Уманец В.И.
  • Чумарин Б.А.
  • Сафонов И.В.
  • Копылов А.Ф.
  • Лебедев В.И.
RU2100138C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В ПРОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ 1995
  • Уманец В.И.
  • Чумарин Б.А.
  • Сафонов И.В.
  • Лебедев В.И.
  • Копылов А.Ф.
  • Шатохин В.Е.
RU2092275C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ 1995
  • Уманец В.И.
  • Чумарин Б.А.
  • Сафонов И.В.
  • Лебедев В.И.
  • Копылов А.Ф.
  • Шатохин В.Е.
  • Хребин В.Н.
  • Суханов Ю.Ф.
RU2085332C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 037 368 C1

Реферат патента 1995 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ

Устройство для поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке включает вакуум-камеру с патрубком, установленным в ее днище и входящим в промежуточный ковш, а также вакуумпровод. Вакуум-камера снабжена дополнительным патрубком, оборудованным подводящим трубопроводом, при этом патрубки выполнены различной длины, а длина дополнительного патрубка выполнена меньше длины другого патрубка на 0,5 .... 2,0 его внутреннего диаметра. 1 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 037 368 C1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ, содержащее вакуум-камеру с патрубком, установленным в днище камеры с заглублением в полость промежуточного ковша, и вакуум-провод,отличающееся тем, что вакуум-камера снабжена дополнительным патрубком с подводящими трубопроводами, патрубки выполнены различной длины, при этом длина дополнительного патрубка меньше длины другого патрубка на 0,5 2,0 его внутреннего диаметра.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2037368C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
СПОСОБ ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ 0
  • Г. А. Соколов, А. Г. Зубарев, М. В. Долгов, В. С. Рутес, Д. П. Евтеев М. Г. Чигринов
  • Ново Липецкий Металлургический Завод
SU295607A1
Машина для добывания торфа и т.п. 1922
  • Панкратов(-А?) В.И.
  • Панкратов(-А?) И.И.
  • Панкратов(-А?) И.С.
SU22A1

RU 2 037 368 C1

Авторы

Уманец В.И.

Лебедев В.И.

Капнин В.В.

Копылов А.Ф.

Сафонов И.В.

Шатохин В.Е.

Уразаев Р.А.

Даты

1995-06-19Публикация

1993-07-26Подача