Способ обработки струи металла при разливке Советский патент 1993 года по МПК B22D7/00 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к плавильному производству, и может быть использовано при разливке металла, например, при разливке стали из ковша в изложницы сверху, а также вУНРМ при разливке из стальковша в промковш и из промковша в кристаллизатор.

Целью изобретения является повышение качества металла за счет повышения степени дегазации струи металла и формирования положительного барботажа в ме- таллоприемнике.

Сущность изобретения заключается в том, что одновременно с выпуском металла из разливочного ковша производят обдув инертным газом наружного периметра огнеупорной трубы с ковшом, при этом подачу инертного газа осуществляют «равномерно

по периметру соединения. Скорость подачи инертного газа равна 1-4 им/с.

На фиг. 1 схематически показан обдув сверху зоны примыкания; на фиг. 2 - обдув снизу той же зоны.

Согласно предлагаемому способу, разливку расплавленного металла осуществляют путем его выпуска из отверстия стакана разливочного ковша, установленного в донной части, в виде струи, поступающей в ме- таллоприемник, например в промковш, изложницу и иную емкость. Для уменьшения вредного воздействия окружающей атмосферы струю металла в процессе истечения изолируют от пространства огнеупорной трубой. При этом трубу в верхней части прижимают механически к стакану разливочного ковша, а верхнюю часть погружают ниже уровня расплава в полости

00

о о о

|Сд

о

CJ

металлоприемника. Зону примыкания трубы к разливочному ковшу по всему периметру обдувают инертным, например аргонным потоком, при этом обдув осуществляют рав- ноплотным и низкоскоростным потоком. Скорость обдува должна находиться в пределах 1-4 нм/с, это достаточная скорость для указанной зоны обдува, чтобы предотвратить проникновение окружающего воздуха в полость трубы при нарушении газоплотности стыка трубы со стаканом, связанной с вибрациями при разливке, растрескиванием во входной части трубы, с возможностью заметалливания контактных поверхностей.

Обдув зоны примыкания может быть осуществлен как сверху-вниз (см. фиг, 1) в виде нисходящего потока - путем закрепления обдувочного устройства на шиберном затворе разливочного ковша, так и снизу- вверх (см. фиг. 2) в виде восходящего потока - путем закрепления установки обдувочного устройства на рычаге (рука и т.д.) механизма (манипулятора), устанавливающего трубу.

При скорости обдува 1 нм/с исключается возможность поступления аргонного потока через неплотности в полость трубы за счет инерции создаваемой струей металла, которая может привести к поступлению воздуха, совместно с аргоном внутрь трубы и снизить безокислитёльный потенциал пространства, окружающего непосредственно струю металла.

При скорости обдува до 4 нм/с улучшается качество металла.

При скорости обдува 0,9 нм/с в полости огнеупорной трубы снижается инертность атмосферы за счет поступления воздуха через эксплуатационные неплотности.

. При скорости обдува 4,1 нм/с стоимость обработки возрастает на 10% без заметного повышения качества металла.

Таким образом, обдув зоны промыка- .ния аргоном со скоростью равноплотного потока 1-4 нм/с обеспечивает качество, оптимальные энергозатраты и экономичность обработки легированного металла в процессе его разливки.

Следует отметить, что создание вокруг входной части трубы наружного, равноплотного, низкоскоростного потока приводит к поступлению в трубу части аргона (10-20%) с .внутреннего периметра кольцевой аргон- ной струи. В этом случае аргон всасывается в чистом виде (без содержания кислорода) в область истечения струи металла и, перемешиваясь с ней в процессе совместного движения, приводит к частичной ее сатурации и в полости металлоприемника, создает равномерный, инертный, слабоинтенсивный.

мелкопузырчатый, положительный барбо- таж, что активизирует перемешивание металла без вовлечения шлака с поверхности зеркала металла (который засыпают для

предохранения зеркала от контакта с окружающим воздухом). Такое премешивание повышает качество металла за счет равномерного всплыва мелкодисперсных инертных пузырьков.

Пример конкретного выполнения предлагаемого способа.

Сопоставление предложения производили в сравнении с решением, взятым в качестве прототипа и используемым на установках непрерывной разливки стали электросталеплавильного цеха. Разливочный ковш - ковш емкостью 100 т. Диаметр выпускного отверстия - 70 мм. Разливку осуществляют посредством использования

шамотнографитовой трубы (ТУ 14-8-387- 81).

Размеры трубы: диаметр внутренний 140 мм, диаметр наружный 190 мм, наружный (входной части) 310 мм, высота трубы

ЮОО мм. глубина погружения в расплав 200 мм. . .

Согласно предлагаемому способу зону примыкания трубы к ковшу по ее периметру, т.е. на диаметре входной части, равном 310

мм, производили обдув равноплотным кольцевым потоком аргона со скоростью обдува 1-4 нм/с. .

При сопоставлении проб, отобранных от десяти плавок, изобретения и прототипа

получены следующие результаты (средние, полученные практически, см. таблицу).

Таким образом, согласно предлагаемому способу в сравнении с прототипом содержание кислорода уменьшается на 84-90

отн. %, содержание водорода - на 12,5- 30,5% и содержание оксидов - примерно в 3,5 раза.

Формула изобретения

1. Способ обработки струи металла при разливке, включающий выпуск металла в виде струи из отверстия в донной части разливочного ковша в металлоприемник и изоляцию струи металла от окружающей атмосферы огнеупорной трубой, отличающийся тем, что, с целью повышения качества металла за счет повышения стеле .ни дегазации струи металла и формировэ- ния положительного барботажа в- металлоприемнике, одновременно с выпу ском металла из разливочного ковша производят обдув инертным газом наружного периметра огнеупорной трубы в зоне соеди нения огнеупорной трубы с ковшом, при

этом подачу инертного газа осуществляют равномерно по периметру соединения.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что скорость подачи инертного газа равна 1-4 нм/с.

Фаг.1

Фиг 2