Способ непрерывной разливки металла и устройство для его реализации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИДЛИСТИЧННИХРЕСПУБЛИН З 5 п В 220 11 НИ ПИСАНВ ТОРСКОВИГ ИЗОБ ТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт черной металлургии(56) 1. Авторское свидетельство СС Ж 468622, кл. В 22 Э 11/101975. 2. Патент фРГ % 1287752,кл. В 22 0 11/10, 1975.(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ МЕТАЛЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ непрерывной разливки металла, включающий подачу его под уровень в кристаллизатор через глуходонный стакан с отверстиями, сгруппированными на нескольких уровнях по его высоте, отличающййс ятем, 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, Фе2, Устройство для осу 1 цествления способа по п. 1., содержащее разливочную емкость с глуходонным каналом, имеющим о 1 верстия, сгруппированные на нескольких уровнях по его высоте, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что оно снабженообечайкой, опоясывающей стакан с системой подвода в нее газового охладителя и электродами, установленными в корпусе обечайки против верхних выходных отверстий стакана и в металлоприем- нике2распределительного стакана с боковымиканалами на нескольких уровнях по еговысоте, все боковые каналы располагаются в объеме металла, в результате чегонет условий для снятия перегрева с расплава и зарождения дополнительных центров кристаллизации, Улучшения макроструктуры при таком варианте разливки практически не происходит.Цель изобретения - повышение качества слитка за счет создания дополнительныхцентров кристаллизации,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу непрерывной разливки металла, включающему подачу егопод уровень в кристаллизатор через глуходонный стакан с отверстиями, сгруппиро.-в,анными на нескольких уровнях по еговысоте, 5-10 Ь от общего количества разливаемого металла подают над уровнемкристаллизатора и дробят его на капли содновременным воздействием потокомгазового охладителя.Устройство для осуществления способа, содержащее разливочную емкость сглуходонным каналом, имеющим отверстия,сгруппированные на нескольких уровняхпо его высоте, снабжено обечайкой, опоясывающей стакан с системой подвода внее газового охладителя, и электродами,установленными в корпусе обечайки гротив верхних выходных отверстий стаканаи в металлоприемнике,Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству, и может быть использовано при непрерывной Разливке, металлов.Специфической особенностью кристаллизации непрерывнолитого слитка являетсяналичие жидкой фазы большой протяженности, в связи с чем получают развитиеликвационные процессы при затвердеваниистали и возникают различные внутренние 1 Одефекты слитка,Известные способы обработки, направленные на улучшение качества центральной части непрерывнолитой заготогки,предусматрива т снятие перегрева жидкой стали, например за счет введенияв струю металла в процессе разливкиметаллических гранул 1.Однако применение. указанных способов воздействия на процесс кристаллизации затруднено, поскольку это требуетспециального производства для изготовления используемых материалов и устройств для их вводе в металл,Наиболее блпзг:.м к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому.:",фекту является способ, реализуемый спомощью устройства, направленный наповышение качества непрерывнолитой заготовки за счет использования глуходонных стаканов с боковыми отверстиями,расположенными на нескольких уровняхпо высоте : 2 ,Указанный способ позволяет за счетулучшения потока и распределения жидкой"тали в кристаллизаторе, а также взаимного гашения вытекающих струй из сталеразливочного стакана улучшить качествоповерхности непрерывнолитой заготовкии снизить загрязненность металла неметаллическими включениями. Однако заметного улучшения макроструктуры заготовкибсобенно в ее осевой зоне при использовании этих способов не происходит, так как.-.огласно способу, реализуемом при помощи На чертеже представлено устройство, пеализующее предлагаемый способ.Устройство включает в себя металло-, приемник 1 и сочлененный с ним глухо- донный стакан 2 с боковыми отверстиями 3 и 4, сгруппированными на нескольких уровнях по его высоте, Нижние выходные отверстия заглублены в металл, находящийся в кристаллизаторе 5, а верхние расположены иад зеркалом металла. Обечайка 6 опоясывает стакан 2 и кре3 10160 51 4честве 10% снимает перегрев с разливаемой стали примерно на 20 С, Дальнейшееувеличение количества заливаемых гранулприводит к переохлаждению мениска в криеталлизаторе и способствует образованиюнастылей.Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом,Металл из металлоприемника поступает через глуходонный стакан в кристаллизатор, причем последний устанавливаеъся так, что часть расплава через верхниебоковые каналы поступает в газовую фазу. Против верхних боковых каналов вкорпусе обечайки располагаются электроды, которые соединены с электродом вметаллоприемнике через источник токавысокой плотности. В месте подводаструй через верхние каналы и электродами за счет образования пинч-эффектапроисходит разрушение потока расплавана отдельные капли и гранулы, которые,охлаждаясь при падении в газовой атмосфере, поступают в металл кристаллиэатора. Последние, растворяясь в металле,снижают теплоту перегрева и создаютсядополнительные центры кристаллизации,что в конечном счете приводит к улучшению макроструктуры непрерывного слитка. 1 О Данный способ наиболее эффективен при отливке заготовок круглого или квадратного сечения, Например, для кристаллизаторов круглого или квадратного сечения плошадью 0,1-0,15 м целесообразно иметь в глуходонном стакане диаметр нижних и верхних боковых отверстий соответственно 30 и 10 мм. Плотность тока для разрушения струи диаметром 10 мм составляет 5000 А, напряжение .30-40 В, Высота расположения верхних боковых каналов над зеркалом металла составляет -0,3-0,4 м. Таким образом, использование предлагаемого способа непрерывной разливкипо сравнению с известным позюляет главным образом за счет превращения частиразливаемого металла в твердые гранулыи одновременной подачи их в расплав улучшить качество макроструктуры заготовки,предотвратить возможность повышениязагрязненности стали, например, при вводе охладителей в виде железной дробиили порошка и тем самым повысить механические свойства литого и катанного меалла - на 30-35%,Исследования показывают, что подача металла через верхние отверстия .в коли пится к днищу металлоприемника 1. В металлоприемнике и в корпусе обечайки против верхних выходных каналов 4 вмонтированы электроды 7 и 8, а через отверстие 9 подается поток газового охла дителя. Электроды в корпусе обечайки и в металлоприемнике соецииены с источ- . ником постоянного тока 10 высокой плотности, на который подаются заряды противоположной полярности.Расположенйе, по крайней мере, одного (верхнего) уровня отверстия выше зеркала .металла в кристаллиэаторе -и подача через него части металла в газовую фазу (возможна также прдача в шлаковую 13 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 20 каналов стакана отвердевшие гранулы в процессе разливки постоянно погружаются в металл, обеспечивают переохлаждение расплава и зарождение дополнительных центров кристаллизации и тем самым способствуют улучшению макро- структуры слитка.П р и м е р Исследования показывают, что для повышения качества слитка с учетом технологичности процесса не обходимо через верхние боковыеканалы подавать металл в количестве 5-10% от общего количества разливаемого металла. Расчеты и результаты экспериментов показывают, что в результате 35 дробления металла, истекающего через верхние боковые отверстия, образуются отвердевшие гранулы диаметром примерно от 2,0 до 7,0 мм. Учитывая высоту падения гранул в пределах 0,3-0,4 м и 1 О эффект воздействия газового (инертного) охладителя в обечайке, температура отвердевших капель диаметром 2,0-3,0 мм составляет1200-1250 С, а капель диаметром 4,07,0 мм ф 1300-1350 С. Введение гранул в количестве 5% от массы разливаемого металла обесгечивает снятие пеегрева с разливаемой стали на 10-12 С, что обеспечивает зарождение в объеме металла достаточного количесъ% ва центров кристаллизации для измельчения структуры слитка и улучшения свойствлитого и катанного"металла. Пропускать через верхние боковые отверстия менее 5% металла нецелесообразно и технологически очень затруднено.И5 1016081 6Ожидаемый экономический эффект при соответственно, увеличения выход годиспользовании предлю;аемого способа не- ного.прерывной разливш металла и устройстВа Ожидаемый годовой экономический для его реализапии может быть получен эффект при производстве 1 млн. т стали за счет улучшения качества металла и,составляет 230 тыс. руб.Составитель Г. БорисовРедактор Л, Авраменко Текред М,Кл;-тура Корректор М, ШарошиЗаказ 3278/11 Тираж 813 ПодписноеВНИИПИ Государственного ком итета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Аосква, Ж, Раупц.кая наб., д. 4/8Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4