СПОСОБ ПОТОЧНОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ Российский патент 1996 года по МПК B22D11/00 

Изобретение относится к металлургии, а именно к непрерывной разливке металлов.

Известен способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней разрежения до необходимого по технологии остаточного давления, подачу металла из вакуум-камеры через отдельный патрубок непосредственно в кристаллизатор под уровень металла. В этих условиях вакуум-камера служит герметически закрытым промежуточным ковшом, соединенным с вакуум-проводом. Уровень металла в вакуум-камере поддерживают постоянным [1]
Недостатком известного способа является недостаточная производительность процесса непрерывной разливки металлов. Это объясняется тем, что в случае нарушения герметичности вакуум-камеры происходит переполнение кристаллизатора. В этих условиях прекращается процесс непрерывной разливки. Кроме того, при известном способе невозможна регулировка расхода металла в кристаллизаторы в зависимости от изменяющихся технологических параметров процесса разливки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней разрежения до необходимого по технологии остаточного давления, подачу металла в промежуточный ковш через отдельный патрубок и далее в кристаллизаторы. Расход металла из промежуточного ковша регулируют при помощи стопоров. После подъема уровня металла в промежуточном ковше выше нижних торцов патрубков и герметизации вакуум-камеры жидким металлом начинают производить уменьшение остаточного давления в камере. Уровень металла в вакуум-камере поддерживают постоянным [2]
Недостатком известного способа является недостаточная производительность и стабильность процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке. Это объясняется тем, что в процессе проточного вакуумирования капли жидкого металла из его струи налипают и навариваются на футерованные боковые стенки рабочей полости вакуум-камеры, образуя наплывы. Вследствие этого в процессе разливки разливочного ковша с течением времени уменьшается объем внутренней рабочей полости вакуум-камеры, что приводит к снижению эффективности и производительности процесса поточного вакуумирования металла.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности и эффективности процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке.

Указанный технический эффект достигают тем, что металл подают из разливочного ковша в вакуум-камеру, снабженную вакуум-проводом, создают в ней необходимое по технологии остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере, подают металл в промежуточный ковш через патрубок под уровень и далее в кристаллизаторы, а также вытягивают из кристаллизаторов слитки.

В процессе разливки периодически подают инертный газ в патрубок и периодически поднимают и понижают уровень слоя металла на днище вакуум-камеры.

Повышение производительности и эффективности процесса поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке будет происходить вследствие сохранения объема рабочей плоскости вакуум-камеры постоянным из-за устранения с ее боковых стенок наплывов застывшего металла.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ проточного вакуумирования металла при непрерывной разливке осуществляют следующим образом.

П р и м е р. В процессе непрерывной разливки подают жидкую нераскисленную сталь марки Ст3 из разливочного ковша емкостью 350 т в вакуум-камеру и создают в ней разрежение до необходимого по технологии остаточного давления в пределах 0,3-0,5 кПа в зависимости от раскисленности стали. Разрежение создают посредством вакуум-провода, расположенного в верхней части рабочей полости вакуум-камеры и соединенного с вакуум-насосом. Металл из вакуум-камеры подают в промежуточный ковш емкостью 50 т через огнеупорный патрубок под уровень металла. Далее металл из промежуточного ковша подают через удлиненные огнеупорные стаканы в кристаллизаторы под уровень металла. Из кристаллизаторов вытягивают непрерывно-литые слитки сечением 250х1600 мм со скоростью в пределах 0,8-12 м/мин. Расходы металла из разливочного и промежуточного ковшей регулируют при помощи стопоров.

Внутренняя рабочая полость вакуум-камеры имеет диаметр 1,6 м.

В процессе вакуумной обработки металла на днище вакуум-камеры поддерживают рабочий уровень металла на высоте 200 мм от днища вакуум-камеры.

При вакуумной обработке металла на боковых огнеупорных стенках рабочей полости вакуум-камеры образуются наплывы закристаллизовавшегося металла, что ведет к уменьшению объема вакуум-камеры и, как следствие, к уменьшению эффективности процесса вакуумирования.

К боковой поверхности сливного патрубка подведены трубопроводы для подачи инертного газа (аргона) с максимальным расходом 800 л/мин.

В процессе разливки периодически подают инертный газ (аргон) по подводящим трубопроводам и периодически поднимают и понижают уровень слоя металла, находящегося на днище вакуум-камеры.

При подаче аргона в сливной патрубок удельный вес сливаемого металла уменьшается. В этих условиях сливаемый метала, находящийся в патрубке, стремится под действием атмосферного давления подняться в обратную сторону вверх. Это приводит к уменьшению расхода металла из вакуум-камеры, что вызывает подъем уровня металла, находящегося на дне вакуум-камеры на 100-400 мм в зависимости от весового расхода металла из разливочного ковша.

Расход газа в подводящих трубопроводах увеличивают до максимального значения через каждые 5-20 мин времени разливки разливочного ковша.

В процессе изменения уровня металла в вакуум-камере происходит распыление и удаление наплывов металла с боковых стенок вакуум-камеры. В результате объем внутренней рабочей полости вакуум-камеры восстанавливается до прежних размеров. Вследствие этого сохраняется высокая эффективность и производительность процесса поточного вакуумирования металла в вакуум-камере.

После подъема уровня металла производят его понижение.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить производительность процесса поточного вакуумирования металла на 6% при высокой эффективности за счет периодического восстановления и сохранения объема внутренней рабочей полости вакуум-камеры неизменным. Экономический эффект подсчитан в сравнении с базовым объектом, за который принят способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, применяемый на Новолипецком металлургическом комбинате.

Способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке заключается в том, что металл подают из разливочного ковша в вакуум-камеру, снабженную вакуум-проводом, создают в ней необходимое остаточное давление, обрабатывают металл в вакуум-камере, подают металл в промежуточный ковш через патрубок под уровень и далее в кристаллизаторы, а из кристаллизаторов вытягивают слитки. В процессе разливки периодически подают инертный газ в патрубок и периодически поднимают и понижают уровень слоя металла на днище вакуум-камеры.

Способ поточного вакуумирования металла при непрерывной разливке, включающий подачу жидкого металла из разливочного ковша в вакуум-камеру, создание в ней остаточного давления, обработку металла в вакуум-камере, подачу металла в промежуточный ковш под уровень через патрубок и далее в кристаллизаторы, а также изменение уровня металла в вакуум-камере, отличающийся тем, что подъем и понижение уровня металла в вакуум-камере производят посредством периодической подачи газа в патрубок.