Пристрій для безперервного розливу сталі

Изобретение относится к металлургии, в частности к непрерывной разливке стали и может быть использовано для защиты жидкого металла от вторичного окисления. Известно устройство для вытеснения кислорода при непрерывной разливке, включающее насадку, закрепленную на днище разливочного ковша и размещенную между ковшом и кристаллизатором, в стенках которой размещена система сопел под углом 5-45 градусов к вертикальной оси насадки для подачи инертного газа, при этом поперечное сечение всех сопел, направленных вверх к разливочному ковшу по меньшей мере в 1,1 раза больше чем поперечное сечение сопел, подающих газ к кристаллизатору [Патент ГДР № 245139, кл. В 22 D 11 /10, опублик. 29.04.87). Общими существенными признаками аналог и заявляемого устройства являются: - насадка, закрепленная на днище ковша; - система сопел для подачи газа. Недостатком указанного устройства является то, что при его использовании в полости насадки создается избыточное давление, препятствующее выходу в околоструйное пространство растворенных в истекающем металле вредных газов Относительно высокая стоимость инертного газа приводит к резкому снижению технологической эффективности использования устройства вследствие высоких эксплуатационных затрат и невозможности удаления из металла вредных газовых включений. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для вакуумирования стали при непрерывной разливке, содержащее разливочный и промежуточный ковши, металлический футерованный металлопровод, прикрепленный к днищу разливочного ковша соосно его выпускному каналу, а также механизм создания разрежения в полости металлопровода, включающий газоотводящий металлопровод и вакуумный насос [Кудрин В.А. Металлургия стали. - М.: Металлургия - 1989.c.375). Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения являются: - разливочный и промежуточный ковши; - металлический футерованный металлопровод, прикрепленный к днищу разливочного ковша соосно его выпускному каналу; - механизм создания разрежения в полости металлопровода. Недостатком известного устройства является сложность конструкции механизма для создания оптимальной степени разрежения, включающего дорогостоящие вакуумные насосы, приводящие к высоким удельным затратам, связанных с эксплуатацией для защиты стали от вторичного окисления. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для непрерывной разливки стали, в котором за счет конструктивных особенностей обеспечивается оптимальная степень разрежения при упрощении конструкции, что позволяет снизить удельные расходы, связанные с обеспечением защиты стали от вторичного окисления при непрерывной разливке. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для непрерывной разливки стали, содержащем разливочный и промежуточный ковши, металлический футерованный металлопровод, прикрепленный к днищу разливочного ковша соосно его выпускному каналу, механизм создания разрежения в полости металлопровода, согласно изобретению, механизм создания разрежения выполнен в виде по меньшей мере одной трубы, установленной тангенциально в футеровке металлопровода на уровне 0,65-0,80 его высоты от нижнего торца и взаимосвязанной через отверстие в стенке с полостью металлопровода, причем труба снабжена запорным и поворотным клапанами, размещенными на противоположных ее концах. На фиг. 1 показано заявляемое устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2. Устройство содержит разливочный ковш 1 и промежуточный ковш 2, металлический футерованный металлопровод 3, прикрепленный к днищу разливочного ковша соосно его выпускному каналу, а также механизм создания разрежения в полости металлопровода. Механизм создания разрежения выполнен в виде трубы 4, установленной тангенциально в футеровке 5 металлопровода на уровне 0,65-0,80 его высоты от нижнего торца. Труба 4 через отверстие 6 в стенке взаимосвязана с полостью металлопровода и снабжена запорным клапаном 7 и поворотным клапаном 8, размещенными на противоположных ее концах. Запорный клапан 7 состоит из вертикально расположенного корпуса в виде пустотелого цилиндра 9, внутри которого установлен с возможностью относительного перемещения запирающий элемент 10 с конической нижней частью. Поворотный клапан 8 включает золотник 11, установленный с возможностью вращения в цилиндрическом корпусе 12 и имеющий Г-образный канал 13. Корпус 12 снабжен верхним газоподводя-щим патрубком 14 и нижним газоподводящим патрубком 15. Размещение трубы на уровне меньшем 0,65 высоты металлопровода приводит к уменьшению допустимой высоты столба металла в металлопроводе над уровнем расплава в промежуточном ковше, т.е. к ограничению степени разрежения в полости металлопровода, что приведет к снижению эффективности работы устройства. В то же время уровень размещения трубы не должен превышать 0,8 высоты металлопровода, поскольку уменьшается длина участка истекающей струи из разливочного ковша в разреженном пространстве в полости металлопровода, ограниченном днищем ковша и свободной поверхностью расплава, находящегося в полости металлопровода, что не обеспечивает достижения необходимой степени разрежения. Устройство работает следующим образом. После выпуска стали из плавильного агрегата в разливочный ковш 1 к его днищу прикрепляется металлопровод 3. Непосредственно перед опусканием металлопровода З в ванну промежуточного ковша 2 к верхнему газоподводящему патрубку 14 и нижнему газоподводя щему патрубку 15 поворотного клапана 8 с помощью гибких трубопроводов (условно не показаны) соответственно подключаются магистраль сжатого воздуха и резервуар, в котором под низким давлением находится инертный или нейтральный газ. При этом золотник 11 поворотного клапана путем поворота относительно корпуса 12 занимает положение, при котором выходное отверстие его Г-образного канала заперто, а запирающий элемент 10 находится в нижнем положении в цилиндре 9 запорного клапана 7. Таким образом, оба конца трубы 4 перекрыты. После обеспечения требуемого относительного положения разливочного ковша 1 с металлопроводом и промежуточного ковша 2 открывается сталевыпускной канал ковша 1 и начинается заполнение ванны промежуточного ковша 2 жидкой сталью. В момент достижения ее уровня требуемой отметки, когда нижний торец металлопровода 3 окажется погруженным в расгілав, открывается выпускной канал промежуточного ковша и золотник 11 поворотного клапана переводится в положение, при котором его Г-образный канал 13 соединит трубу 4 с патрубком 14, т.е·. с магистралью сжатого воздуха. Под действием скоростного напора воздуха, поступающего в полость трубы 4 запирающий элемент 10 запорного клапана 7 перемещается из нижнего положения в верхнее и открывает выходное отверстие трубы. Движущийся по трубе 4 с большой скоростью воздух будет эжектиро-вать через отверстие 6 в стенке трубы из полости металлопровода 3 смесь газов, создавая в околоструйном пространстве разрежение, в результате чего уровень жидкого металла в металлопроводе поднимается на расчетную высоту над уровнем расплава в промежуточном ковше. При этом, в полости металлопровода, ограниченной поверхностью струи, зеркалом расплаваи футеровкой 5 из-за пониженного давления уменьшится концентрация кислорода, а также создадутся условия, благоприпятствующие выделению из расплава растворенных в нем пузырьков вредных газов, что приводит к снижению интенсивности процесса вторичного окисления разливаемой стали. Дегазация разливаемой стали происходит за счет подачи из ванны промежуточного ковша в полость металлопровода новой порции расплава. Через определенные промежутки времени золотник 11 поворотного клапана 8 переводится в положение, при котором труба 4 отсекается от магистрали сжатого воздуха и соединяется с резервуаром, содержащим под небольшим избыточным давлением нейтральный или инертный газ. При этом, запирающий элемент 10 запорного клапана 7 под действием собственного веса опустится в нижнее положение и закроет выходное отверстие трубы 4, предотвращая попадание воздуха из атмосферы в полость металлопровода, в которую через отверстие 6 в стенке трубы начнет поступать газ из резервуара. Поступающий газ выравняет давление в полости металлопровода с атмосферным, в результате чего столб жидкой стали в ней опустится до уровня расплава в промежуточном ковше. Далее запирающий элемент 10 поворачивается в обратном направлении и возобновится процесс частичной дегазации теперь уже новой порции жидкой стали. Благодаря существенным признакам заявляемого изобретения удается обеспечить оптимальную степень разрежения в околоструйном пространстве при непрерывной разливке стали, значительно снизить расходы, связанные с обеспечением защиты металла от вторичного окисления и частичной его дегазации. При этом оптимальная степень разрежения достигается за счет снижения потребления дорогостоящего инертного газа и исключения использования в устройстве сложных вакуумных насосов.