СПОСОБ ПОДГОТОВКИ МЕТАЛЛА К НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ Российский патент 1997 года по МПК B22D11/10 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к непрерывной разливке металлов.

Наиболее близким по технической сущности является способ подготовки металла к непрерывной разливке, включающей оболочку металла в ковше и корректировку температуры металла в ковше посредством его охлаждения. Процесс охлаждения металла в ковше производят посредством опускания в ковш сляба и его выдержки в ковше в стационарном положении. (См. С.В. Колпаков и др. "Технология производства стали в современных конвертерных цехах". М. Машиностроение, 1991, с. 194).

Недостатком известного способа является недостаточная стабильность и производительность процесса подготовки металла к непрерывной разливке. Это объясняется тем, что в процессе охлаждения металла тело сляба разъединяется слоем шлака в месте, находящемся на зеркале металла в ковше. В этих условиях часть сляба, находящаяся в металле в погруженном состоянии, отделяется от остальной части сляба и опускается на дно ковша. В этих случаях часть сляба, находящаяся в металле в погруженном состоянии, отделяется от остальной части сляба и опускается на дно ковша. В этом случае прекращается процесс подготовки и охлаждения металла к непрерывной разливке и металл из ковша переливается в шлаковню. В дальнейшем процесс непрерывной разливки металла из ковша становится невозможным.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стабильности и производительности процесса подготовки металла к непрерывной разливке.

Указанный технический эффект достигается тем, что металл обрабатывают в ковше и корректируют температуру металла посредством опускания сляба под уровень металла.

В процессе охлаждения металла периодически и последовательно перемещают сляб относительно уровня металла в ковше на длину, равную 0,15 0,4 максимальной глубины погружения сляба в металл. После каждого перемещения производят остановку и выдержку сляба в металле в стационарном положении в течение времени, равного τ/n, где: τ суммарное время охлаждения металла в ковше при помощи сляба, мин; n число периодических перемещений сляба в металле.

В процессе охлаждения металла сляб опускают в ковш, а затем вытягивают из ковша.

Повышение стабильности и производительности процесса подготовки металла к непрерывной разливке будет происходить вследствие периодического и последовательного перемещения в том или ином направлении сляба по высоте ковша относительно уровня металла в нем. В этих условиях устанавливается локальное уменьшение размеров сляба или слитка в поперечном сечении на уровне металла в ковше в районе расположения слоя шлака. В этом случае устанавливается местное разъединение тела сляба слоем шлака, находящимся на зеркале металла в ковше, что устраняет возможность отрыва кусков сляба и их падение на дно ковша. Периодическое перемещение сляба по высоте ковша позволяет стабилизировать процесс охлаждения металла при условии обеспечения ее необходимой интенсивности в соответствии с требованиями технологии подготовки металла к непрерывной разливке.

Диапазон значений длины перемещения сляба относительно уровня металла в ковше в пределах 0,15 0,4 максимальной глубины погружения сляба объясняется закономерностями местного разъедания и растворения металла сляба слоем шлака. При больших значениях увеличивается длина куска сляба, которая отрывается под своим весом от основного сляба. При этом увеличивается время разъединения тела сляба слоем шлака, находящемся на зеркале металла в ковше. При меньших значениях уменьшается время охлаждения металла при помощи опускания в ковш сляба.

Указанный диапазон устанавливают в прямой пропорциональной зависимости от поперечного сечения сляба или слитка, при помощи которого производят охлаждение металла в ковше, а также емкости ковша.

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 подготовки металла к непрерывной разливке осуществляют следующим образом.

Пример.

Перед обработкой металла в конвертере выплавляют сталь марки 3сп и заливают в ковш соответствующей емкости. Перед непрерывной разливкой изменяют температуру стали в ковше и производят ее корректировку посредством охлаждения слябом, который опускают в сталь при помощи крюка подъемного крана. В процессе охлаждения стали периодически и последовательно перемещают сляб относительно уровня в ковше на длину, равную 0,15 0,4 максимальной глубины погружения сляба в металл. После каждого перемещения производят остановку и выдержку сляба в металле в стационарном положении в течение времени, равного t/n, где τ суммарное время охлаждения металла в ковше, мин; n число периодических перемещений сляба в металле.

Максимальную глубину погружения сляба устанавливают из условий, исключающих его упор в дно ковша.

Перемещение сляба в ковше производят двумя способами. В первом варианте сляб периодически опускают в жидкий металл последовательно на каждую длину, равную 0,15 0,4 максимального погружения сляба в металл. При втором варианте сляб сначала опускают в ковш на всю максимальную глубину и затем производят его периодический и последовательный подъем.

Число периодических перемещений сляба и общую глубину его опускания под уровень металла, а также общее время охлаждения металла в ковше устанавливают на основе теплотехнических расчетов в зависимости от величины перегрева металла над необходимым по технологии значениям его температуры, емкости ковша, а также от габаритов поперечного сечения сляба или слитка.

После охлаждения металла в ковше его продувки инертным газом аргоном для усреднения температуры с расходом 20 90 м/ч в течение 1 5 мин.

В таблице приведены примеры осуществления способа подготовки металла к непрерывной разливке при различных технологических параметрах.

В первом примере, вследствие большого числа периодических перемещений сляба, их малой длины и времени выдержки сляба в стационарном положении, не обеспечивается необходимое снижение температуры металла в ковше, что приводит к прорывам металла под кристаллизатором при непрерывной разливке и браку слитков.

В пятом примере, вследствие малого числа перемещений сляба и большого времени его выдержки в стационарном положении, происходит разъединение тела сляба слоем шлака на зеркале металла в ковше. В этих условиях погруженный в металл кусок сляба отрывается от остальной части подвешенного сляба и опускается на дно ковша, что делает невозможным дальнейшее осуществление процесса непрерывной разливки металла.

В шестом примере, прототипе, вследствие стационарного положения сляба в процессе всего времени охлаждения металла в ковше, происходит его разъединение и отрыв затопленного куска от подвешенной части сляба, что делает невозможным осуществление дальнейшего процесса непрерывной разливки.

В примерах 2 4, вследствие периодического и последовательного перемещения сляба в ковше относительно зеркала металла с оптимальными параметрами, обеспечивается его целостность в процессе всего периода охлаждения металла. В этих условиях обеспечивается охлаждение металла в ковше до температуры, необходимой для непрерывной разливки металла.

Применение способа позволяет повысить производительность процесса подготовки металла и его непрерывной разливки на 8 10%

Способ подготовки металла к непрерывной разливке включает обработку металла в ковше и корректировку температуры металла посредством опускания в ковш сляба под уровень металла. В процессе охлаждения металла периодически и последовательно перемещают сляб относительно уровня металла в ковше на длину, равную 0,15 - 0,4 максимальной глубины погружения сляба. После каждого перемещения производят остановку и выдержку сляба в металле в стационарном положении в течение времени, равного τ/n, где: τ - суммарное время охлаждения металла в ковше, мин, n - число периодических перемещений сляба в металле. В процессе охлаждения металла сляб опускают в ковш на максимальную глубину, а затем вытягивают из ковша. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ подготовки металла к непрерывной разливке, включающий охлаждение металла в ковше введением в него холодильника в виде сляба, отличающийся тем, что в процессе охлаждения металла осуществляют периодическое и последовательное перемещение сляба относительно уровня металла в ковше на 0,15 0,4 максимальной глубины его погружения, при этом после каждого перемещения производят остановку и выдержку сляба в металле в течение времени τ/n, где τ - суммарное время охлаждения металла в ковше, мин, n число периодических перемещений сляба в металле. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что периодическое и последовательное перемещение сляба в ковше осуществляют после его погружения в ковш на максимальную глубину.