SU1097439A1 - Устройство дл защиты струи металла при непрерывной разливке - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТРУЙ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЖВКЕ, содержащее разливочный стакан с отверсти ми и герметичный кожух с патрубком , отличающеес  тем, что, с целью улучшени  качества непрерывнолитых слитков и повышени  стабильности процесса непрерывной разливки, стакан выполнен из двух частей, верхней с каналом меньшего сечени , закрепленной на днище разливочного ковша, и нижней с каналом большего сечени , при этом отверсти  вьшолнены на верхнем торце нижней части стакана в виде двух - четырех открытых сверху проточек конусной формы, оси которых направлены вверх в сторону нижнего торца верхней части стакана под углом 10-30 , а обсл разующие каждой проточки расположены касательно к каналу стакана и наклонены к ее оси под углом 5-13 и их продолжени  пересекаютс  внутри канала стакана.

Description

со ;о Изобретение относитс  к металлургии , а именно к непрерывной разливке металлов. Известно устройство дл  зйщиты струи металла при непрерывной разливке , включающее удлиненный разливочный стакан, установленный в днище разливочного ковша. При этом в горизонтальное отверстие, выполненное в стенке стакана, вставлена трубки, котора  поджимаетс  пружиной.По труб ке подаетс  инертный газ, например азот или аргон lj . Недостатком известного устройства  вл етс  низкое качество непрерывнолитых заготовок. Это объ сн етс  неудовлетворительной защитой струи металла от вторичного окислени  вследствие подсоса воздуха в месте стыка стакана с днищем разливочного ковша. Кроме того, односторонний подвод инертного газа к струе металл не обеспечивает защиту металла по всей окружности струи. Вследствие происход щего вторичного окислени  металла в последнем увеличиваетс  количество неметаллических включений, что приводит к ухудшению качества непрерьтнолитых слитков . Известно также устройство дл  защиты струи металла при непрерывной разливке, включающее разливочный стакан, в нижней части которого имеетс  трубчатое кольцо с многочислен ными отверсти ми, оси которых параллельны оси канала стакана. В кольцо подаетс  инертный газ,которьй при выходе через отверсти  создает защитную газовую оболочку вокруг струи L2J. Недостатком известного устройств  вл етс  нийкое качество непрерьюно литых заготовок. Это объ сн етс  не достаточной защитой струи металла от вторичного окислени  вследствие подсоса воздуха в зазорах .между отдельными отверсти ми в кольце. В ре зультате в металле повьшаетс  содер жание неметаллических включений, привод ш;их к браку непрерьшнолиты заготовок. Известно устройство дл  защиты струи металла при непрерывной разлив ке, включающее разливочный стакан, состо щий из двух частей - верхней с каналом меньшего сечени , укрепленной на днище разливочного ковша, и нижней с каналом большего сечени  В стенку стакана в начале нижней час ти встроен наклоненный вниз патрубок в который пропускают инертный газ З . Недостатком известного устройства  вл етс  вторичное окисление металла в результате подсоса воздуха в месте стыка верхней и нижней частей стакана . Кроме того, при односторонней подаче нейтрального газа под углом к оси канала стакана в направлении вниз не устран етс  процесс роста настылей металла на стыке частей стакана . При этом односторонн   подача не дает возможности дл  создани  сплошной завесы вокруг струи металла . В результате применени  указанного устройства при разливке стали, содержащей высокоактивные элементы (алюминий, титан), наблюдаетс  нарушение стабильности процесса разливки и ухудшение качества непрерывнолитьпс заготовок. Нарушение стабипьности происходит в результате зат гивани  глиноземистыми включени ми рабочих каналов сталеразливочных стаканов , которые необходимо прожигать кислородом. Поэтому брак по по сам и заворотам достигает 0,1%. В результате вторичного окислени  загр зненность крупными экзогенными включени ми достигает 0,05-0,06%. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому ре льтату к предложенному  вл етс  устройство дл  подвода металла в кристаллизатор , содержащее герметичный кожух , к которому сбоку подсоединен патрубок дл  подачи инертного газа и расположенный в нем разливочный стакан, по периметру которого расположены наклонные отверсти  43 . Недостатком устройства  вл етс  то, что стру  газа в нем режет струю подаваемого металла, что вызывает барботаж ее, не создава  сплошной газовой защиты, а это ведет к ухудшению качества непрерывнолитой заготовки . I Кроме того, недостатком устройства  вл етс  использование в нем цельного стакана,дл  смены которого необходимо останавливать процесс непрерывной разливки, что нарушает его стабильность. Целью изобретени   вл етс  улучшение качества непрерывнолитых слитков и повьш1ение стабильности процесса непрерывной разливки.

Дл  достижени  поставленной цели в устройстве дл  защиты струи металла при непрерывной разливке, содержащем разливочный стакан с отверсти ми и герметичный кожух с патрубком стакан выполнен из двух частей верхней с каналом меньшего сечени , закрепленной на днище разливочного ковша, и нижней с каналом большего сечени , при этом отверсти  выполнены на верхнем, торце нижней части стакана в виде двух - четырех открытых сверху проточек конусной формы, оси которых направлены вверх в сторону нижнего торца верхней части стакана под углом 10-30°, а образующие каждой проточки расположены касательно к каналу стакана и наклонены к ее оси под углом 5-15 и их продолжени  пересекаютс  внутри канала стакана.

Улучшение качества непрерывнолитых заготовок происходит потому, что создаетс  сплошна  защитна  завеса из нейтрального газа вокруг струи металла, вытекающей из стакана. Это происходит вследствие подачи струи газа в нескольких точках по периметру стакана касательно к струе металла, что ведет к их закручиванию вокруг струи металла.

Повышение стабильности процесса непрерывной раз31ивки достигаетс  благодар  тому, что по мере выработки требуетс  смена только нижней части стакана без остановки самого процесса .

Диапазон углов наклона к горизонтали осей конусных проточек на верхнем торце нижней части стакана в пределах 10-30 объ сн етс  услови ми смыва наростов застывшего металла в месте стыка составных частей стакана . При небольших значени х углов струи нейтрального газа будут проникать в канал верхней части стакана и охлаждать струю металла. При меньших значени х не будет происходить надежного устранени  наростов металл в месте стыка составных частей стакана . Указанный диапазон устанавливаетс  в пр мо пропорциональной зависимости от весового расхода металла .

Диапазон углов наклона к ос м образующих конусных проточек в предела 5-15 объ сн етс  услови ми закручивани  струй нейтрального газа вокруг струи металла и создани  благодар 

097439

этому сплошной заш 1тной газовой завесы вокруг металла. При меньших значени х такие услови  создаватьс  не будут. При больших значени х ско 5 рость струй нейтрального газа вызовет дробление сплошной струи металла и ее разбрызгивание после выхода из стакана. Применение конусных проточек вызвано необходимостью создаtO ни  эффекта диффузора при вдувании нейтрального газа в канал стакана. Указанный диапазон углов наклона к ос м образующих конусных проточек устанавливаетс  в пр мо пропорциональной зависимости от весового расхода металла.

Количество проточек на верхнем торце нижней части стакана в пределах двух - четырех объ сн етс  необходимостью надежного удалени  наростов застывшего металла в месте стьжа составных частей стакана и создани  сплошной газовой защиты вокруг струи металла. При меньшем значении на25 росты металла не удал тс ,и сплошна  газова  защита струи металла создаватьс  не будет. При большем значении будет происходить недопустимое переохлаждение жидкого металла, что приведет к нарушению стабильности формировани  непрерывнолитого слитка. Число проточек устанавливаетс  в пр мо пропорциональной зависимости от весового расхода металла.

На фиг. 1 показано устройство дл  35 защиты струи металла при непрерывной разливке, продольный разрез, на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг.1 на фиг. 3 - то же, разрез Б-Б на фиг. 2.

40 Устройство дл  защиты струи металла при непрерывной разливке состоит из верхней части 1 стакана, закреп-,, ленной на днище разливочного ковша,

К нижнему торцу верхней части 1 стакана прижата нижн   часть 4 стакана посредством кожуха 5, закрепленного при помощи клиньев 6 на днище разливочного ковша 2. На верхнем торце 7 нижней части 4 стакана выполнены открытые сверху проточки 8 конусной формы. К кожуху 5 подведен патрубок 9. Корпус кожуха 5 контактирует с нижней частью 4 стакана через уплотнение 10. Позицией 11 обозначена стру  металла.

Устройство дл  защиты струи металла при непрерывной разливке работает следующим образом. Пример 1 . В процессе непре . рывной разливки жидка  сталь марки 12X18 ЮТ вытекает из разливочного ковша 2 через верхнюю 1 и нижнюю 4 части стакана. Стру  металла 11 направл етс  в кристаллизатор, оттуда выт гиваетс  со скоростью 0,65 м/мин непрерывнолитой слиток сечением 20 1070 мм. Весовой расход металла составл ет 0,98 т/мин. К нижнему торцу 3верхней части 1 стакана прижат вер ний торец 7 нижней части 4 стакана. Диаметр канала в верхней части 1 ста кана составл ет 50i4M, диаметр канала в нижней части 4 стакана составл ет 80 мм, обща  длина частей 1 и 4 стакана составл ет 800 мм. Нижн   часть 4стакана прижимаетс  к верхней части 1 посредством кожуха 5. Кожух укреплен на днище разливочного ковша посредством клиньев 6. К кожуху 5 подведен патрубок 9 диаметром 10 мм по которому подаетс  под избыточным давлением 0,5 кг/см нейтральный газ - аргон. Герметизаци  кожуха 5 обеспечиваетс  за счет уплотнени  10 , На верхнем торце 7 нижней части 4 стакана вьтолнены три открытые сверху проточки 8, оси которых расположены касательно к каналу нижней части 4 стакана. Кроме того, оси проточе 8 направлены вверх, в сторону нижнего торца 3 верхней части 1 стакана под углом 20 к горизонтали . Проточки 8 выполнены конусной формы, при этом образующие наклонены под углом 10 к оси проточек так,чт продолжени  их пересекаютс  внутри стакана. Благодар  этому кажда  про . точка представл ет собой диффузор. Вследствие этого аргон, попада  по патрубку 9 в объем под кожухом 5, увеличивает скорость протекани  по проточкам 8. На выходе из проточек 8 струи аргона направл ютс  вверх,в . сторону нижнего торца 3 верхней час 1 стакана,одновременно приобрета  вращательное движение вокруг струи металла. Благодар  такой организации защиты струи на торце 3 не образуютс  наросты металла, не нарушаетс  стабильность истечени  струи металла и процесса непрерывной разливки.Струи нейтрального газа сдувают с торца 3 корольки застывшего металла и не да ют им возможности превращатьс  в наросты. В то же врем  вращательное движение струй нейтрального газа спо собствует формированию сплошной газовой завесы вокруг струи 11 металла после ее выхода из нижней части стакана . Пример 2 . Процесс непрерывной разливки стали марки 1 2X1 8Н10Т в заготовки сечением 200-1070 мм со скоростью 0,5 м/мин, весовой расход 0,8 т/мин. Диаметр канала в верхней части 1 стакана составл ет 60 мм, в нижней части - 90 мм. Обща  длина частей 1 и 4 составл ет 800 IM. В результате в кожух 5 под избыточным давлением 0,6 кг/см подаетс  нейтральный газ - аргон. На верхнем торце 7 нижней части 4 стакана выполнены открытые сверху четыре проточки 8, оси которых расположены касательно к каналу нижней части 4 стакана. Кроме того, оси проточек 8 направлены вверх, всторону нижнего торца 3 верхней части 1 стакана под углом 30 к горизонтали. Проточки выполнены конусной формы, при этом образую-. ш;ие наклонены под углом 15 к оси проточек так, что продолжени  их пересекаютс  внутри стакана. Благодар  такой организации защиты струи металла не образуютс  наросты металла в месте стыка частей 1 и 4 стакана, формируетс  сплошна  завеса вокруг струи металла 11. Пример 3 . Процесс непрерывной отливки заготовок сечением мм со скоростью 0,35 м/мин, весовым расходом 0,55 т/мин стали марки 12Х18Н10Т. Диаметр канала в верхней части 1 стакана составл ет 40 мм, в нижней части - 60 мм. Обща  длина частей 1 и 4 составл ет 80 мм. В кожух 5 под избыточным давлением 0,4 кг/см подаетс  нейтральный газаргон . На верхнем торце 7 нижней части 4 стакана выполнены две открытые сверху проточки 8, оси которых расположены касательно к каналу нижней части 4 стакана. Кроме того,оси проточек 8 направлены вверх, в сторону нижнего торца 3 верхней части 1 стакана, под углом Ю к горизонтали . Проточки 8 выполнены конусной формы, при этом образующие наклонены под углом 5 к оси проточек так, как в примере 1. Нейтральный газ, ,проход  по проточкам, направл етс  вверх по торцу 3, одновременно закручива сь по внутренней плоскости канала стакана.

При такой организации защиты струи металла не происходит образование наростов в канале в месте стыка частей стакана. Закручивание струи инертного газа позвол ет создать сплошную газовую завесу вокруг струи металла на выходе ее из стакана.

Применение, предложенного устройства позволило по сравнению с устройством-прототипом в 2-3 раза снизить загр зненность заготовок групповьми включени ми, устранить зат гивание дозирующих отверстий сталеразливочных стаканов. Устранено образование корочки на зеркале металла в кристаллизаторе . Примерно в 5-6 раз снижена

трудоемкость зачистки дефектов на поверхности заготовок.

Во всех рассматриваемых примерах .нижн   часть 4 стакана может быть погружена под уровень металла в кристаллизаторах и промежуточных ковшах.

Применение предлагаемого устройства позволило по.высить качество непрерывнолитых заготовок за счет снижени  в них количества неметаллических включений, стабилизировать процесс непрерывной разливки за счет устойчивого истечени  струи металла из cTaijaHa. В результате на 0,1% сокращаютс  потери металла на зачиртку поверхности заготовок и по ска.

CZZ7

8

(г.2

-Я 78

/

0«/гЗ

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТРУЙ МЕТАЛЛА ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКЕ, содержащее разливочный стакан с отверстиями и герметичный кожух с патрубком, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества непрерывнолитых слитков и повышения стабильности процесса непрерывной разливки, стакан выполнен из двух частей, верхней с каналом меньшего сечения, закрепленной на днище разливочного ковша, и нижней с каналом большего сечения, при этом отверстия выполнены на верхнем торце нижней части стакана в виде двух - четырех открытых сверху проточек конусной формы, оси которых направлены вверх в сторону нижнего торца верхней части стакана под углом 10-30 , а образующие каждой проточки расположены касательно к каналу стакана и наклонены к ее оси под углом 5-15 и их продолжения пересекаются внутри канала стакана.

   1097439 '2