Способ непрерывной разливки металла и устройство для его реализации Советский патент 1983 года по МПК B22D11/112 

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее разливочную емкость с глуходонным каналом, имеющим ofBepcTHH, сгрунпированные на нескольких уровнях по его высоте, отличающееся тем, что оно снабжено обечайкой, опоясывающей стакан с системой нодвода в нее газового охладителя, и электродами, установленными в корнусе обечайки против верхних выходных отверстий стакана и металлоприем- нике.

1. Способ непрерывной разливки металла, включающий подачу его под уровень в кристаллизатор через глуходонный с.такан с отверстиями, сгруппированными на нескольких уровнях по его высоте, отличающий с я тем, что, с целью повышения качества слитка путем создания дополнительных центров кристаллизации, 5-10% от общего количества разливаемого металла подают над уровнем кристаллизатора и дробят его на капли с одновременным воздействием потоком газового охладителя. Од о ел

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству, и может быть использовано нри непрерывной разливке , металлов. Специфической особенностью кристалли- s нет зации ненрерьганолитого слитка является наличие жидкой фазы большой нротяжен- ности, в связи с чем получают развитие ликвационные процессы при затвердевании стали и возникают различные внутренние дефекты слитка. Известные способы обработки, направленные на улучшение качества центральной части непрерывнолитой заготогки, лредусматрява:-. снятие перегрева жидкой стали, например, за счет введения в струю металла в процессе разливки металлических гранул (1 . Однако применение-указанных способов воздействия на процесс кристаллизации зafpyдяeнo, поскольку это требует специального производства для изготовления используемых материалов и устройств для их ввода в металл. Наиболее близким к предлагаемому по технической суишости и достигаемому . Ьфекту является способ, реализуемый с помощью устройства, направленный на повышение качества непрерьгонолитой заготовкк за счет использования глуходонных стаканов с боковыми отверстиями, ресположекиьт.4и на нескольких уровнях по высоте Укгоанный способ позволяет за счет улучшения потока и распределения жидко стали в кристаллизаторе, а также взаимного гашения вытекающих струй из стале разливочного стакана улучшить качество поверхности непрерывнолитой заготовки и снизить загрязненность металла неметалотгческими включениями. Однако заме лого улучшений макроструктуры заготовк особенно в ее осевой зоне при использов нии эткх способов не происходит, так ка :::огласнс способ , реализуемом при помо

распределительного стакана с боковыми каналами на нескольких уровнях по его высоте, все боковые каналь располагаются в объеме металла, в результате чего условий для снятия перегрева с рас- плава и зарождения дополнительных центров кристаллизации. Улучшения макроструктуры нри таком варианте разливки практически не происходит. Цель изобретения - ловьпление качества слитка за счет создания дополнительных центров кристаллизации. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу непрерьшной разливки металла, включающему подачу его под уровень в кристаллизатор через глу- ходонный стакан с отверстиями, сгруппиров.анными на нескольких уровнях по его высоте, 5-10% от общего количества раз ливаемого металла подают над уровнем кристаллизатора и дробят его на капли с одновремеЬным воздействием потоком газового охладителя. Устройство дляосуществления слособа, содержащее разливочную емкость с глуходонным каналом, имеющим отверстия, сгруппированные на нескольких уровнях, по его высоте, снабжено обечайкой, опоясывающей стакан с системой подвода в нее газового охладителя, и электродами, установленными в корпусе обечайки против верхних выходных отверстий стакана и в металлоприемнике. На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ. Устройство включает в себя металлоггфиемник 1 и сочлененный с ним глуходонный стакан 2 с боковыми отверстия,ш 3 и 4, сгруппированными на нескольких уровнях по его высоте. Нижние выходные о -Бэрстия заглублены в меТ(.-1ЛЛ находязлнйся в кристаллизаторе 5, а верхиие расположены над зеркалом металла. Обечайка 6 опоясывает стакан 2 и кре310пится к днищу металлоприёмника 1. В металпоприемнике и в корпусе обечайки против верхних вькодных каналов 4 вмон тированы электроды 7 и 8, а через отверстие 9 подается поток газового охладителя. Электроды в корпусе обечайки и в металлоприемнике соецинены с источНИКОМ постоянного тока 10 высокой плотности, на которьй подаются заряды противоположной полярности. РасположенЬе, по крайней мере, одного (верхнего) уровня отверстия выше зеркала .металла в кристаллизаторе-и подача через него части металла в газову фазу (возможна также прдача в шлаковую фазу определенной толщины) способствует превращению, этого расплава в отвердевшие гранулы 11 и погружению их в процессе разливки через мениск в металл. Получаемые при такой установке каналов стакана отвердевшие гранулы в процессе разливки постоянно погружаются в металл, обеспечивают переохлаждение расплава и зарождение дополнительных центров кристаллизации и тем самым способствуют улучшению макроструктуры слитка. Пример.. Исследования показывают, что для повышения качества слитка с учетом технологичности процесса необходимо через верхние боковые каналы подавать металл в количестве 5-10% от общего количества разливаемого металла. Расчеты и результаты экспериментов локазьгоают, что в результате дробления металла, истекающего через верхние боковые отверстия, образуются отвердевшие гранулы диаметром примерно от 2,0 до 7,0 мм. Учитьшая высоту падения гранул в пределах 0,3-0,4 м и эффект воздействия газового (инертного) охладителя в обечайке, температура отвердевших капель диаметром 2,0-З, О мм составляет-12ОО-1250°С, а капель диаметром 4,0-7,0 мм - 1300-1350°С Введение гранул в количестве 5% от мас сы разливаемого металла обеспечивает снятие перегрева с разливаемой стали на 10-12 С, что обеспечивает зарюждени .в объема металла достаточного количества центров кристаллизации для измельчения структуры слитка и у лучшения свойст литого и катанногометалла. Пропускать через верхние боковые отверстия менее 5%. металла нецелесообразно и технологи чески очень затруднено. Исследования показьшают, что подача металла через верхние отверстия .в коли14честве 10% снимает перегрев с разливаемой стали примерно на 20 С. Дальнейшее увеличение количества заливаемых гранул приводит к переохлаждению мениска в криеталлизаторе и способствует образованию настылей. Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом. Металл из металлоприёмника поступает через глуходонный стакан в кристаллизатор, причем последний устанавливает ся так, что часть расплава через верхние боковые каналы поступает в газовую фазу. Против верхних боковых каналов в корпусе обечайки располагаются электроды, которые соединены с электродом в металлоприемнике через источник тока высокой плотности. В месте подвода струй через верхние каналы и электродами за счет образования пинч- ффекта происходит разрушение потока расплава на отдельные капли и гранулы, которые, охлаждаясь при падении в газовой атмосфере, поступают в металл кристаллизатора. Последние, растворяясь в металле, снижают теплоту перегрева и создаются дополнительные центры кристаллизации, что в конечном счете приводит к улучше- нию макроструктуры непрерьшного слитка. Данный способ наиболее эффективен при отливке заготовок круглого иди квадратного сечения. Например, для кристаллизаторов круглого или квадратного сечения площадью 0,1-0,15 м целесообразно иметь в глуходонном стакане диаметр нижних и верзы1 1Х боковых отверстий соответственно ЗО и 10 мм. Плотность тока для разрушения струи диаметром /-10 мм составляет л 50ОО А, напряжение -ЗО-4О В. Высота расположения .верхних боковых каналов над зеркалом составляет-О,З-0,4 м. Таким образом, использование предлагаемого способа непрерывной разливки по сравнению с известным позболяет глав;ным образом за счет превращения части разливаемого металла в твердые гранулы и одновременной подачи их в расплав улучшить качество макроструктуры заготовки, предотвратить возможность повышения загрязненности стали, например при вво охладителей в виде железной дроби . или порошка и тем самым повысить механические свойства литого и катанного метал- ла на ЗО-35%.

51016051«

Ожидаемый экономический эффект присоответственно, увеличения выхода 1х диспользованив предлаг аемого способа не- кого.

прерьтной разливки металла и устройстйаОжвдаемый 1Х довой экономический

для его реалнэешин может быть полученэффект при производстве 1 млн. т стали

за счет улучшвккя качества металла и, s составляет 230 тыс. руб.