Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при разливке стали на машинах непрерывного литья заготовок.
Известен способ плавки и литья металла, в котором используют двухступенчатое рафинирование расплавленного металла в последовательно расположенных камерах. В первой камере электрической дугой расплавляют расходуемый электрод и жидкий металл перетекает в нижнюю камеру для рафинирования, где его подогревают тепловой энергией независимых источников нагрева (патент №2209842 7 С22В 9/20, 9/22, В22D 23/00 от 20.12.1999).
Недостатком известного способа нагрева металла в промежуточной емкости при непрерывной разливке является локальный нагрев металла, приводящий к его местному перегреву и повышенному угару, что приводит к увеличению затрат на производство.
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является способ нагрева металла в промежуточном ковше МНЛЗ с помощью индукционного канального индуктора (Кудрин В.А. Металлургия стали. - М.: Металлургия, 1989. - с.440).
Способ заключается в подаче металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш, где его нагревают через устанавливаемую в одной из стенок промежуточного ковша одновитковую канальную обмотку. Внутри канальной обмотки находится сердечник трансформатора с расположенной на нем первичной обмоткой. При подаче напряжения на первичную обмотку в одновитковой канальной (вторичной) обмотке возникает магнитное поле, подогревающее металл.
К недостаткам указанного способа следует отнести нагрев ограниченного объема металла только в зоне действия магнитного поля, а также усложнение конструкции и обслуживания промежуточного ковша, увеличение затрат на производство стали. Кроме того, в процессе непрерывной разливки стали на МНЛЗ происходит непрерывное остывание разливаемого металла в сталеразливочном и промежуточном ковшах, что может привести к закупориванию разливочных стаканов, проходных отверстий в шиберных затворах и, как следствие, к застыванию оставшегося неразлитым металла в обоих ковшах. Чтобы избежать такой аварийной ситуации, металл в сталеплавильной печи или на установке ковш-печь перегревают на 50-100°С над температурой солидуса, а это, в свою очередь, приводит значительному ухудшению качества металла за счет большего поглощения металлом азота, водорода, кислорода из атмосферы печи, так как растворимость этих газов увеличивается с увеличением температуры металла.
В сталеразливочном ковше нагрев металла в процессе непрерывной разливки не производят.
Задачей изобретения является улучшение качества металла и снижение его себестоимости за счет нагрева всего объема металла и устранения необходимости применения дорогого оборудования для индукционного нагрева.
Поставленный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе нагрева металла в сталеразливочном и промежуточном ковшах машины непрерывного литья заготовок нагрев металла в каждом ковше осуществляют с помощью одного или нескольких лазеров, установленных на крышке каждого из ковшей и непрерывно перемещаемых в горизонтальной плоскости.
Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с прототипом, изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически осуществимо в действующих машинах непрерывного литья заготовок.
Способ нагрева металла осуществляется следующим образом. Металл из сталеразливочного ковша подают в промежуточный ковш. Оба ковша закрывают крышками. На каждой крышке устанавливают один или несколько оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров (Физическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1990, том 2. - с.549), излучение которых направляют на поверхность жидкого металла. Количество устанавливаемых лазеров связано с массой разливаемого металла. Например, для сталеразливочного ковша вместимостью 10 т достаточно установить один лазер мощностью 250 кВт, а для сталеразливочного ковша вместимостью 350 т необходимо установить несколько лазеров общей мощностью 8,75 МВт. Аналогичным образом осуществляют выбор количества лазеров и для промежуточных ковшей исходя из массы находящегося в них металла. Для условий нагрева металла в ковшах МНЛЗ предпочтительнее использовать твердотельные лазеры с активной средой на стеклах, активированных Nd, с оптической накачкой, в которых при мощности накачки несколько десятков киловатт мощность излучения лазера составляет сотни мегаватт, при плотности потока энергии до 10 МВт/см2. Причем лазеры оборудованы устройствами для непрерывного кругового или возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости. Эти перемещения необходимы для равномерного нагрева металла в ковшах, а также для того, чтобы не перегревать металл в одной точке. Один или несколько лазеров работают до достижения металлом заданной температуры. Таким образом, предлагаемый способ обеспечит улучшение качества разливаемого металла за счет снижения содержания в нем растворенных газов азота на 75%, водорода на 65%, кислорода на 25% в результате устранения необходимости перегрева металла в сталеплавильной печи или на установке ковш-печь, а также снизит его себестоимость.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ В ДУГОВЫХ ПЕЧАХ | 1995 |
|
RU2094479C1 |
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ, РАСКИСЛЕНИЯ, ЛЕГИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ СТАЛИ | 2009 |
|
RU2405046C1 |
Способ производства трубной стали | 2016 |
|
RU2640108C1 |
Способ внепечной обработки стали | 2015 |
|
RU2607877C2 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ | 2006 |
|
RU2304622C1 |
Способ производства конструкционной низколегированной стали | 2017 |
|
RU2661983C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ С ПОСЛЕДУЮЩЕЙ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКОЙ В ЗАГОТОВКУ МАЛОГО СЕЧЕНИЯ | 2011 |
|
RU2460807C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГОРЯЧЕКАТАНОГО ЛИСТОВОГО ПРОКАТА | 2010 |
|
RU2410174C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ | 2008 |
|
RU2374330C1 |
Металлургический комплекс для производства стали | 2019 |
|
RU2705836C1 |
Изобретение относится к области черной металлургии. Металл из сталеразливочного ковша подают в промежуточный ковш. Оба ковша закрывают крышками, в которых установлены один или несколько лазеров. Нагрев металла осуществляют путем направления излучения лазеров на поверхность жидкого металла и путем перемещения лазеров в горизонтальной плоскости. Достигается улучшение качества и снижение себестоимости разливаемого металла.
Способ нагрева металла в сталеразливочном и промежуточном ковшах машины непрерывного литья заготовок, отличающийся тем, что нагрев металла в каждом ковше осуществляют с помощью одного или нескольких лазеров, установленных на крышке каждого из ковшей и непрерывно перемещаемых в горизонтальной плоскости.
СПОСОБ ПЛАВКИ И ЛИТЬЯ МЕТАЛЛА | 1999 |
|
RU2209842C2 |
СПОСОБ ЛИТЬЯ МЕТАЛЛА В ЕМКОСТИ С ПЕРЕМЕННЫМ НАКЛОНОМ И ВРАЩЕНИЕМ | 2001 |
|
RU2277133C2 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗОГРЕВА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ КОВШЕЙ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ МЕТАЛЛОВ | 1994 |
|
RU2081723C1 |
КУДРИН В.А | |||
Металлургия стали.-М.: Металлургия, 1989, с.440. |
Авторы
Даты
2009-03-10—Публикация
2007-03-16—Подача