RU2662850C2 - Способ обнаружения шлака в потоке расплава металла - Google Patents
Способ обнаружения шлака в потоке расплава металла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2662850C2 RU2662850C2 RU2016108578A RU2016108578A RU2662850C2 RU 2662850 C2 RU2662850 C2 RU 2662850C2 RU 2016108578 A RU2016108578 A RU 2016108578A RU 2016108578 A RU2016108578 A RU 2016108578A RU 2662850 C2 RU2662850 C2 RU 2662850C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- ladle
- weight
- slag
- casting
- Prior art date
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 46
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 46
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 80
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 80
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D46/00—Controlling, supervising, not restricted to casting covered by a single main group, e.g. for safety reasons
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к непрерывной разливке стали. Во время выпуска стали из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш измеряют вес стали в обоих ковшах. 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. Затем шиберный затвор открывают и устанавливают скорость истечения стали из сталеразливочного ковша, не допускающую резкого падения веса промежуточного ковша. Окончание выпуска стали и начало выпуска шлака из сталеразливочного ковша определяют по изменению скорости истечения стали. Обеспечивается точность обнаружения шлака при разливке стали, за счет чего повышается качество стали и разливаемых заготовок, экономия ферросплавов, а также увеличивается стойкость футеровки промежуточного ковша. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, а точнее к процессу разливки металла из сталеразливочного в промежуточный ковш при непрерывной разливке металла.
Жидкий металл из сталеплавильного агрегата (конвертера) поступает в сталеразливочный ковш для наведения рафинирующего шлака, усреднения стали по температуре и химическому составу, временной выдержки, транспортировки и разливки металла на МНЛЗ.
При непрерывной разливке жидкий металл истекает из сталеразливочного ковша через разливочное (сталевыпускное) отверстие и поступает транзитом в промежуточный ковш для того, чтобы ориентировать расплавленный металл в направлении единственного качающего кристаллизатора или, в более общем случае, в направлении нескольких качающихся кристаллизаторов установки непрерывной разливки металла, в которых начинается отверждение заготовок (слябов, плоских слитков, блюмов или др. заготовок).
Известен способ предотвращения попадания конвертерного шлака при разливке стали путем использования задержки шлака в специальной емкости [1]. Сущность технологии заключается в том, что перед выпуском плавки промежуточную, футерованную изнутри и снаружи емкость, имеющую в нижней части отверстие, устанавливают таким образом, что вначале выпуска металл из конвертера попадает непосредственно в сталеразливочный ковш, а в конце выпуска, когда вместе с металлом увлекается и шлак, металл попадает в промежуточную емкость, в которую помещают шар, плотность которого такова, что он плавает на границе между шлаком и сталью. Промежуточную емкость поднимают краном, при этом сталь стекает в ковш, шар перекрывает отверстие в дне промежуточной емкости, и шлак почти не попадает в сталеразливочный ковш.
Недостатком известного технического решения является низкая точность определения шлака в металле и, соответственно, в литой заготовке.
Известны устройство для обнаружения шлака и способ его обнаружения в потоке расплава металла [2], протекающего через разливочный стакан сталеразливочного ковша, включающий установку первого и второго проводящих штырей один под другим в стенке разливочного стакана ковша, причем первый штырь контактирует с потоком расплава металла и электрически изолирован от стенки и от второго проводящего штыря, а второй штырь находится в электрическом контакте и со стенкой, и с потоком расплава металла, кроме того, между двумя проводящими штырями подсоединен вольтметр для обнаружения разности потенциалов между ними при течении расплава металла через разливочный стакан. Резкое скачкообразное изменение потенциала, обусловленное проходом межфазной границы металл-шлак через разливочный стакан, указывает на присутствие шлака в расплаве металла.
Недостатком данного способа является повышение стоимости оборудования и обслуживания, а также сложность в конструкции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту в настоящее время, по мнению авторов, является выпуск металла при переливании из сталеразливочного в промежуточный ковш, осуществляемый посредством шиберного затвора [3] и [4], который расположен под днищем сталеразливочного ковша. Главная функция шиберного затвора состоит в том, чтобы обеспечить равномерную подачу металла в промежуточный ковш в течение всего периода разливки, а также для перекрытия струи металла посредством смещения нижней огнеупорной плиты для отсекания шлака от металла. Контроль регулирования количества шлака, попадающего при выпуске в промежуточный ковш, является важным моментом, т.к. конечный шлак содержит значительное количество оксидов железа, соединений фосфора, серы, газа, и попадание такого шлака в промежуточный ковш делает внепечную обработку неэффективной, кроме того, поток шлака разрушает огнеупорную футеровку на внутренней поверхности промежуточного разливочного ковша.
Недостатком известных технических решений является низкая точность определения шлака в расплаве металла.
Задачей данного изобретения является повышение надежности системы и точности обнаружения шлака при разливки металла на МНЛЗ, экономия ферросплавов, повышение качества металла, повышение качества разливаемых заготовок, увеличение стойкости футеровки промежуточного ковша.
Поставленная задача достигается тем, что способ обнаружения шлака в потоке расплава металла включает переливание расплавленного металла из сталеразливочного в промежуточный ковш при непрерывной разливке на МНЛЗ, перекрытие сталевыпускного отверстия в конце выпуска стали шиберным затвором, измерение веса в сталеразливочном ковше при выпуске металла, и при весе в пределах 8-15 т осуществляют принудительный подъем веса в промежуточном ковше до максимального значения, а при весе металла в сталеразливочном ковше в пределах 2-3 т осуществляют полное закрытие шиберного затвора в течение 7-10 с, выставление минимальной скорости истечения металла путем медленного открытия шиберного затвора, причем, не допуская резкого падения веса промежуточного ковша и до окончания выпуска металла из сталеразливочного ковша, шиберным затвором не управляют, вычисление окончания выпуска стали через сталевыпускное отверстие и начало выпуска шлака по резкому замедлению мгновенной скорости падения веса сталеразливочного ковша и одновременно по резкому увеличению мгновенной скорости уменьшения веса промежуточного ковша по формулам:
где
аст - мгновенное ускорение в сталеразливочном ковше (резкое изменение скорости падения веса сталеразливочного ковша);
апр - мгновенное ускорение в промежуточном ковше (резкое изменение скорости наполнения промежуточного ковша);
Сущность предложенного способа изображена на Фиг. 1 и заключается в следующем.
Вес в промежуточном ковше при переливании расплавленного металла регулируется шиберным затвором сталеразливочного ковша. Система оборудована клапанами «открыть» и «закрыть», которые управляются в ручном и/или автоматическом режиме. В конце переливания металла, когда вес металла сталеразливочного ковша составляет 8-15 т, принудительно поднимают вес металла в промежуточном ковше до самого максимального значения, для того чтобы полностью наполнить сталеразливочный ковш. При весе металла в сталеразливочном ковше в пределах 2-3 т полностью закрывается сталевыпускное отверстие шиберным затвором с выдержкой в течение 7-10 с, тем самым исключается явление воронкообразования, засасывание вместе с металлом и шлака. Путем медленного открытия шиберного затвора выставляется минимальная скорость истечения металла для снижения ошибки расчета, связанной с погрешностью систем весоизмерения, одновременно не допуская резкое падения веса промежуточного ковша до конца плавки не более 2-3 т от максимального его веса, для чего рассчитывается мгновенная скорость истечения металла как первая производная от изменения веса в сталеразливочном и промежуточном ковше по формулам (1) и (2):
где
Vcт(t0) - мгновенная скорость истечения металла через сталевыпускное отверстие сталеразливочного ковша в момент времени t0;
Vпр(t0) - мгновенная скорость наполнения металлом промежуточного ковша;
Благодаря расчетам первой производной от веса с систем сталеразливочного и промежуточного ковшей можно отследить ее изменение. Длительность расчета, считывание и обработка данных с систем весоизмерения ведется в автоматическом режиме и составляет 20 миллисекунд.
Шиберным затвором не управляют до окончания выпуска металла для исключения изменения величины сталевыпускного отверстия. Минимизация сталевыпускного отверстия, помимо снижения ошибки определения шлака, имеет еще и тот эффект, что снижает количество шлака, слитого в промежуточный ковш с момента определения шлака до момента полного закрытия шиберного затвора.
В момент, когда происходит переход от разливки металла к шлаку, происходит резкое изменение линейной характеристики изменения веса в промежуточном и сталевыпускном ковше, и окончание выпуска металла через сталеразливочное отверстие и начало определения выпуска шлака рассчитываются по формулам (3) и (4):
где
аст = мгновенное ускорение в сталеразливочном ковше;
апр = мгновенное ускорение в промежуточном ковше;
На фиг. 1 и 2 этот момент отражен до вертикальной линии с обозначением «момент окончания выпуска стали и начало выпуска шлака». Резкое замедление мгновенной скорости падения веса сталеразливочного ковша aст(t0) и одновременно резкое увеличение мгновенной скорости веса промежуточного ковша aпр(t0) в автоматическом режиме указывает на присутствие шлака в расплаве металла, что связано с разницей в удельном весе стали (7,6 г/см) и удельном весе шлака (2,8 г/см). При обнаружении шлака срабатывает сигнальная сигнализация.
Процедура выполнения измерений показана в таблице 1.
Предлагаемые показатели и расчет измеряемых параметров по предлагаемому способу обнаружения шлака в потоке расплава металла произведен специалистами ОАО «ЕВРАЗ НТМК» в конвертерном цехе на участке машины непрерывной разливки стали (МНЛЗ) при использовании сталеразливочного ковша весом 150 т.
Использование заявленной технологии способа обнаружения шлака в потоке расплава металла при непрерывной разливке стали на МНЛЗ позволяет:
- повысить надежность и точность обнаружения шлака при разливке метала на МНЛЗ;
- повысить качество металла;
- увеличить стойкость футеровки промежуточного ковша;
- экономить ферросплавы.
Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области, т.е. металлургии, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом способе обнаружения конвертерного шлака в потоке расплава металла при разливке на МНЛЗ и признать решение соответствующим критерию «существенные отличия».
Технические преимущества предлагаемого технического решения заключаются в повышении эффективности обнаружения шлака в потоке расплава металла при разливке стали на МНЛЗ, повышении качества металла, повышении точности и надежности информации о переходе от разливки стали к шлаку, что позволяет осуществить отсечку шлака, обоснованное управление работы шиберного затвора.
Использованная литература
1. Кудрин В.А. «Теория и технология производства стали». Москва, издательство Мир, 2003 г., стр. 325.
2. Патент РФ 2158190, МПК7 В22D 2/00, В22D 46/00, опубл. 27.10.2000.
3. Кудрин В.А. «Теория и технология производства стали». Москва, издательство Мир, 2003 г., стр. 323.
4. Патент РФ №2075851, МПК 6 В22D 41/00, опубл. 20.03.1997.
Claims (1)
- Способ обнаружения шлака в потоке расплавленной стали при непрерывной разливке на машине непрерывного литья заготовки, включающий выпуск стали из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш и перекрытие сталевыпускного отверстия шиберным затвором в конце выпуска стали, отличающийся тем, что 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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016108578A RU2662850C2 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Способ обнаружения шлака в потоке расплава металла |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016108578A RU2662850C2 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Способ обнаружения шлака в потоке расплава металла |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016108578A RU2016108578A (ru) | 2017-09-14 |
RU2662850C2 true RU2662850C2 (ru) | 2018-07-31 |
Family
ID=59893570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016108578A RU2662850C2 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Способ обнаружения шлака в потоке расплава металла |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2662850C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2723340C1 (ru) * | 2019-10-31 | 2020-06-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ непрерывной разливки стали в заготовки малого сечения |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4816758A (en) * | 1984-10-27 | 1989-03-28 | Amepa Angewandte Messtechnik Und Prozessautomatisierung Gmbh | Method and apparatus for the detection of slag co-flowing within a stream of molten metal |
US4887798A (en) * | 1987-07-10 | 1989-12-19 | Amepa Angewandte Messtechnik Und Prozessautomatisierung Gmbh | Device for detecting slag flowing with molten metal through an outlet opening in a metallurgical vessel |
RU2158190C2 (ru) * | 1995-09-27 | 2000-10-27 | В Си Ай Стил, Инк. | Устройство для обнаружения шлака и способ его обнаружения |
RU2356684C2 (ru) * | 2003-09-17 | 2009-05-27 | Хонг ДЖИАНГ | Устройство для обнаружения содержания шлака в потоке жидкого металла |
-
2016
- 2016-03-09 RU RU2016108578A patent/RU2662850C2/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4816758A (en) * | 1984-10-27 | 1989-03-28 | Amepa Angewandte Messtechnik Und Prozessautomatisierung Gmbh | Method and apparatus for the detection of slag co-flowing within a stream of molten metal |
US4887798A (en) * | 1987-07-10 | 1989-12-19 | Amepa Angewandte Messtechnik Und Prozessautomatisierung Gmbh | Device for detecting slag flowing with molten metal through an outlet opening in a metallurgical vessel |
RU2158190C2 (ru) * | 1995-09-27 | 2000-10-27 | В Си Ай Стил, Инк. | Устройство для обнаружения шлака и способ его обнаружения |
RU2356684C2 (ru) * | 2003-09-17 | 2009-05-27 | Хонг ДЖИАНГ | Устройство для обнаружения содержания шлака в потоке жидкого металла |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2723340C1 (ru) * | 2019-10-31 | 2020-06-09 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ непрерывной разливки стали в заготовки малого сечения |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016108578A (ru) | 2017-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103506592B (zh) | 一种连铸浇钢控制方法和装置 | |
CN103717327B (zh) | 用于将半固体金属注入模具中的*** | |
KR20190062603A (ko) | 연속주조 래들의 주탕 최종 단계에서 슬래그 혼입을 억제하는 제어방법 및 장치 | |
KR20090064452A (ko) | 기울여질 수 있는 야금 용기로부터 용융물 주입 방법 및 상기 방법을 실시하기 위한 설비 | |
CN110851997B (zh) | 一种测量和预测结晶器内真实初凝坯壳厚度的***和方法 | |
CN104439222A (zh) | 一种高精度全自动浇注机 | |
RU2662850C2 (ru) | Способ обнаружения шлака в потоке расплава металла | |
US20050133192A1 (en) | Tundish control | |
CN106180620B (zh) | 一种铸机浇注大包剩余钢水控制优化方法 | |
KR20130110592A (ko) | 주괴 제조 장치 및 이를 이용한 주괴용 몰드의 용강 주입 방법 | |
US3941281A (en) | Control device for regulating teeming rate | |
CA2793913A1 (en) | Device and method for closing an outflow opening of a metallurgical vessel | |
CN107824756B (zh) | 一种基于连续测温的板坯连铸机中间包余钢控制方法 | |
CN203649344U (zh) | 一种自动报警下渣的连铸结晶器 | |
JP5958810B2 (ja) | 造塊鋳造方法 | |
CN103658600B (zh) | 一种低压铸造的浇注方法及浇注装置 | |
JPH09253815A (ja) | 連続鋳造機における取鍋内溶湯量調節装置 | |
CN211539461U (zh) | 一种在线检测水口堵塞的*** | |
JPH02200362A (ja) | 連続鋳造装置におけるノズル詰まり予測方法およびノズル詰まり抑制方法 | |
JPS619966A (ja) | 取鍋残溶鋼量の推定方法 | |
JP2003236649A (ja) | タンディッシュ内残鋼量の絞込み方法 | |
KR101654206B1 (ko) | 노즐 막힘 측정 장치, 측정 방법 및 이를 이용한 용강 유동 제어 방법 | |
JPH02229648A (ja) | 連続鋳造の異鋼種切替え方法 | |
JP4457707B2 (ja) | タンディッシュ内溶鋼の注入終了方法 | |
JPS62270264A (ja) | 連続鋳造の鋳造初期制御方法 |