СПОСОБ ЗАЩИТЫ СТРУИ МЕТАЛЛА ПРИ РАЗЛИВКЕ
METHOD OF METAL STREAM PROTECTION DURING TEEMING

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при разливке металла из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш при непрерывной разливке стали.
Известны способы защиты струи металла от окисления при разливке из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш.
Наиболее близким к предлагаемому является способ защиты струи металла с использованием защитной трубы с соплами и подачей через них инертного газа на поверхность струи металла (Кащеев И.Д. Свойства и применение огнеупоров. Справочное издание. М.: Теплотехник, 2004 г., стр.273-325).
Однако при этом способе не устраняется пограничный слой окислителя на поверхности струи разливаемого металла, что препятствует диффузии защитного газа к поверхности металла и не обеспечивает полноту защиты от окисления металла и препятствует активному взаимодействию инертного газа с металлом в струе.
Технической задачей предлагаемого изобретения является предотвращение вторичного окисления металла в струе и улучшение его качества за счет снижения массовой доли оксидных включений в разливаемом металле и более равномерного их распределения по толщине заготовки.
Технический результат достигается тем, что в способе защиты струи металла при разливке, включающем подачу защитного газа через сопла, установленные по периметру верхней части защитной трубы, подачу осуществляют с давлением 0,4-0,6 МПа, с расходом 100-10 л/мин. При этом на струи защитного газа осуществляется наложение акустических колебаний с частотой 100-4000 Гц посредством акустического газового излучателя.
В заявленном способе защитный газ подается под давлением 0,4-0,6 МПа. Это тот диапазон давления, при котором осуществляются требуемые расходы защитного газа с требуемыми (диапазонами) частотами.
По мере разрушения огнеупорного материала или заметаллевания защитной трубы разливаемым металлом по ходу серии разливки (8-10 ковшей) возможность подсоса атмосферного воздуха к струе металла увеличивается (или уменьшается), что требует нейтрализации этого подсоса за счет уменьшения (или увеличения) защитного газа. В данном способе предусмотрен расход защитного газа в широком диапазоне от 100 до 10 л/мин.
Заявленный диапазон расхода газа 100-10 может быть использован в одном цикле разливки, т.е. разливку начинают с расхода защитного газа со 100 л/мин. Во время серии разливки из-за изменения, например, состояния огнеупоров, заметалливания защитной трубы начинается барботирование металла в промковше. Это приводит к вторичному окислению металла, что не допустимо. Поэтому в первую очередь начинают сбавлять расход защитного газа, но не менее 10 л/мин.
Если расход защитного газа ниже 10 л/мин, то не обеспечивается защита струи металла от проникновения атмосферного воздуха. Если расход защитного газа больше 100 л/мин, то получается барботаж металла около защитной трубы, погруженной в металл, что приводит к вторичному окислению из-за нарушения защитного слоя.
В предлагаемом способе на струи защитного газа осуществляют наложение акустических колебаний с частотой 100-4000 Гц посредством акустического газового излучателя.
Наличие акустических колебаний в струях защитного газа приводит при их направлении на поверхность струи разливаемого металла к разрушению пограничного слоя окислительного газа вблизи поверхности металла и, как следствие, к ускоренной диффузии защитного газа и обеспечению его непосредственного контакта со струей металла.
Если частота звуковых колебаний ниже 100 Гц, то значительно увеличиваются габариты газового излучателя, что в условиях производственного процесса не возможно. Если частота выше 4000 Гц, то частота звуковых колебаний в определенных условиях вредна для здоровья обслуживающего персонала.
Рабочим газом акустического газового излучателя является сам защитный газ.
На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.
Оно содержит: 1 - стальковш, 2 - шиберный затвор, 3 - защитную трубу, 4 - акустический излучатель, 5 - промежуточный ковш, 6 - кристаллизатор, 7 - запорное устройство, 8 - погружные стаканы, 9 - аргонопровод.
Способ осуществляется следующим образом.
Стальковш (1) с металлом устанавливается в позицию разливки на машине непрерывного литья заготовки, под него ставится промежуточный ковш (промковш) (5). Защитная труба (3) заводится в промковш (5) и устанавливается под шиберным затвором (2) стальковша (1). К защитной трубе (3) присоединяется акустический излучатель (4) с аргонопроводом (9) и запорным устройством (7). После подсоединения акустического излучателя (4) запорное устройство (7) подачи аргона открывается и устанавливается расход 100 л/мин. Шиберный затвор (2) стальковша (1) открывается. Металл заполняет промковш (5), проходя через защитную трубу (3). Уровень металла поддерживается постоянным автоматически. Аргон давлением 4-6 атм (0,4-0,6 МПа) и установленным расходом 100 л/мин поступает в акустический излучатель (4), где на струи защитного газа осуществляется наложение акустических колебаний с частотой 100-4000 Гц. Затем газ с частотой 100-4000 Гц поступает в защитную трубу (3) и через щели-сопла, расположенные по периметру верхней части защитной трубы (3), выходит наружу, образуя равномерный защитный поток аргона вокруг струи металла, вытекающей из стальковша (1), препятствуя его окислению. Из промковша (5), в котором поддерживается определенный уровень металла, металл через погружные стаканы(8) поступает в кристаллизатор (6).
Использование предложенного способа позволяет повысить качество металла.