Способ непрерывной разливки стали в заготовки малого сечения Российский патент 2020 года по МПК B22D11/111 B22D41/02 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к непрерывной разливке стали.

Существующие технологии непрерывной разливки стали сортовых заготовок через один огнеупорный промежуточный ковш позволяют разлить в серию не более 80 плавок. Данная стойкость связана с износом огнеупоров в приемной части и шлаковом поясе промежуточного ковша.

Известен способ обнаружения шлака в потоке расплава металла, включающий выпуск стали из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш и перекрытие сталевыпускного отверстия шиберным затвором в конце выпуска стали, при этом осуществляют измерение веса стали в сталеразливочном и промежуточном ковшах во время выпуска и при весе стали в сталеразливочном ковше, равном 8-15 т, вес стали в промежуточном ковше увеличивают до максимального значения, затем при весе стали в сталеразливочном ковше, равном 2-3 т, полностью закрывают шиберный затвор на 7-10 с, а затем посредством открытия шиберного затвора устанавливают скорость истечения стали из сталеразливочного ковша, не допускающую резкого падения веса промежуточного ковша, после чего сталевыпускное отверстие оставляют неизменным, а окончание выпуска стали и начало выпуска шлака из сталеразливочного ковша определяют по изменению скорости истечения стали [Патент RU 2662850, МПК B22D 11/18, B22D 46/00, 2018].

Недостаток этого способа заключается в том, что данный способ не позволяет существенно повысить стойкость огнеупорных материалов в приемной части промежуточного ковша и не исключает попадание шлака в готовую заготовку (при этом может снижаться качество готового проката).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ непрерывной разливки металлов в слитки мелких сечений, включающий заливку металла в кристаллизатор открытой струей и наведение на мениске металла слоя шлака, при этом в процессе разливки изменяют толщину слоя шлака в прямо пропорциональной зависимости от длины струи металла, причем длину струи металла выдерживают равной 1-3 толщины слитка, а толщину слоя шлака устанавливают равной 0,4-0,8 толщины слитка [Патент RU 738754, МПК B22D 11/00, 1980].

Недостаток этого способа заключается в том, что используется обычный шлак, в составе которого отсутствует MgO для восстановления огнеупорной футеровки промежуточного ковша.

Технический результат изобретения - повышение стойкости промежуточного ковша и увеличение производительности сортовой МНЛЗ.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе непрерывной разливки стали в заготовки малого сечения, включающем выпуск стали из сталь-ковша в промежуточный ковш, а затем в кристаллизатор, согласно изобретению во время разливки стали в промежуточный ковш осуществляют присадку магнезиального флюса, содержащего не менее 30% MgO, во время присадки магнезиального флюса снижают уровень стали в промежуточном ковше на 3-30% от рабочего значения, а через 2-12 мин после окончания присадки магнезиального флюса уровень стали в промежуточном ковше поднимают до рабочего значения.

Расход магнезиального флюса, присаживаемого в промежуточный ковш, составляет 5-50 кг на одну разливаемую плавку. Толщину шлака в промежуточном ковше поддерживают в диапазоне 15-70 мм. Во время разливки стали максимальную температуру днища промежуточного ковша поддерживают не более 700°С.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Присадка магнезиального флюса, содержащего не менее 30% MgO позволяет восстановить толщину рабочего слоя огнеупорной футеровки (меньшее содержание потребует больший расход магнезиального флюса и при этом возрастет толщина шлака в промежуточном ковше).

Для увеличения площади восстановления рабочего слоя футеровки во время присадки магнезиального флюса снижают уровень стали в промежуточном ковше на 3-30% от рабочего значения, а через 2-12 мин после окончания присадки магнезиального флюса уровень стали в промежуточном ковше поднимают до рабочего значения. При снижении уровня стали более чем на 30% от рабочего уровня и увеличении времени более чем на 12 минут возрастает риск «прорывов» по неметаллическим включениям. При снижении уровня стали менее чем на 3% от рабочего уровня и уменьшении времени менее 2 минут не происходит значительного ошлакования промежуточного ковша.

Оптимальный расход магнезиального флюса, присаживаемого в промежуточный ковш, должен составлять 5-50 кг на одну разливаемую плавку. При расходе менее 5 кг толщина ошлакованного слоя получается недостаточной, а при расходе свыше 50 кг флюс не полностью расходуется для ошлакования и происходит его перерасход.

Толщина шлака в промежуточном ковше должна поддерживаться в диапазоне 15-70 мм. При толщине шлака менее 15 мм происходит его загущение, а при толщине свыше 70 мм повышается вероятность затягивания шлака в сталь.

В процессе разливки стали осуществляется контроль температуры днища промежуточного ковша, которая не должна превышать 700°С для исключения прогара футеровки.

Пример реализации способа.

Предложенный способ был реализован в цехе разливки сталеплавильного производства. Разливку осуществляли на сортовой МНЛЗ с сечением кристаллизатора 106×106 мм. Было проведено 98 серий с параметрами разливки удовлетворяющими заявленным.

Пример одной из плавок.

При разливке плавки уровень стали в промежуточном ковше, во время присадки магнезиального флюса (40 кг; содержание MgO 34,2%), был снижен на 20% от рабочего значения, а через 8 мин после окончания присадки, уровень стали в промежуточном ковше подняли до рабочего значения. Замер толщины шлака в промежуточном ковше показал уровень 60 мм. Температура днища промежуточного ковша составляла 610°С.

Анализ результатов экспериментов показал, что при использовании предложенного способа разливки удается значительно повысить количество разливаемых плавок в серию на один промежуточный ковш. В каждой серии количество разливаемых плавок было более 80, а максимальное значение достигло 240 плавок.

Таким образом, предложенный способ разливки стали позволяет повысить стойкость промежуточного ковша и увеличить производительности сортовой МНЛЗ.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при непрерывной разливке стали. Во время разливки в промежуточный ковш присаживают магнезиальный флюс, содержащий не менее 30% MgO. Во время присадки магнезиального флюса в промежуточном ковше снижают уровень стали на 3-30% от рабочего значения, а через 2-12 мин после окончания присадки магнезиального флюса, уровень стали в промежуточном ковше поднимают до рабочего значения. Присадка магнезиального флюса позволяет восстановить толщину рабочего слоя футеровки промежуточного ковша. Обеспечивается повышение стойкости промежуточного ковша и увеличение производительности сортовой МНЛЗ. 3 з.п. ф-лы, 1 пр.

1. Способ непрерывной разливки стали в заготовки малого сечения, включающий выпуск стали из сталь-ковша в промежуточный ковш, а затем в кристаллизатор, отличающийся тем, что во время разливки стали в промежуточный ковш осуществляют присадку магнезиального флюса, содержащего не менее 30% MgO, причем во время присадки магнезиального флюса уровень стали в промежуточном ковше понижают на 3-30% от рабочего значения, а через 2-12 мин после окончания присадки магнезиального флюса, уровень стали в промежуточном ковше повышают до рабочего значения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расход магнезиального флюса, присаживаемого в промежуточный ковш, составляет 5-50 кг на одну разливаемую плавку.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщину шлака в промежуточном ковше поддерживают в диапазоне 15-70 мм.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что во время разливки максимальную температуру днища промежуточного ковша поддерживают не большей 700°С.