Результат интеллектуальной деятельности: МАШИНА НЕПРЕРЫВНОГО ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано при разливке стали на машинах непрерывного литья заготовки (МНЛЗ).

Известна машина непрерывного литья заготовок, содержащая промежуточный ковш и кристаллизатор снизу ковша (см. книгу В.Г.Воскобойникова и др. "Общая металлургия", М., "Металлургия", 1985, с.489 и рис.182).

Недостатком такого устройства является относительно большое расстояние между дном промежуточного ковша и входом в кристаллизатор, что ухудшает качество получаемой заготовки из-за окисления струи разливаемой стали от ковша до кристаллизатора кислородом воздуха.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является машина непрерывного литья заготовок, описанная в книге А.Н.Смирнова и др. "Процессы непрерывной разливки", Донецк, 2002, c.57-58.

Это устройство содержит промежуточный ковш и кристаллизатор и характеризуется тем, что оно содержит вертикальный цилиндрический стакан-дозатор (калиброванный стакан).

Недостатком известного устройства является отсутствие защиты стали от вторичного окисления на участке промежуточный ковш-кристаллизатор, что приводит к загрязненности стали при ее разливке, следовательно, к ухудшению качества получаемой заготовки. Заплески стали на медные стенки кристаллизатора, забивка маслоподводящих каналов приводят к аварийным остановкам МНЛЗ, к уменьшению производства литой заготовки.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества литой заготовки за счет уменьшения загрязненности стали и снижение аварийных простоев МНЛЗ, увеличение производства литой заготовки за счет устранения забрызгивания стенок кристаллизатора и забивки маслоподводящих каналов.

Для решения этой задачи в машине непрерывного литья заготовок, содержащей промежуточный ковш с калиброванным стаканом-дозатором и кристаллизатор, в отличие от ближайшего аналога, на калиброванный стакан-дозатор установлена защитная цилиндрическая огнеупорная труба на расстоянии h=(0,38...0,46)d от уровня расплава в кристаллизаторе, причем труба выполнена с косым срезом на нижнем торце под углом α=43°...47° к уровню расплава в кристаллизаторе, где d - наружный диаметр стакана.

Сущность заявляемого технического решения заключается, во-первых, в использовании защитной цилиндрической огнеупорной трубы для защиты стали от вторичного окисления, уменьшения загрязненности стали и, во-вторых, заданная длина трубы, наличие среза под определенным углом на ее нижнем торце способствуют нормальному истечению струи стали, исключают разбрызгивание на стенки кристаллизатора. В результате этого повышается качество литой заготовки за счет уменьшения неметаллических включений с одновременным снижением аварийных простоев МНЛЗ.

Предлагаемое устройство схематично показано на чертеже.

Устройство содержит промежуточный ковш 1 с калиброванным стаканом-дозатором 2, кристаллизатор 3, защитную цилиндрическую огнеупорную трубу 4 с наружным диаметром d, установленную на калиброванном стакане-дозаторе 2 на расстоянии h=(0,38...0,42)d от уровня расплава в кристаллизаторе 3. На нижнем торце огнеупорной трубы 4 выполнен косой срез под углом α=43°...47°^{к уровню расплава в кристаллизаторе 3.}

При работе устройства сталь из промежуточного ковша 1 через калиброванный стакан-дозатор 2 поступает в защитную цилиндрическую огнеупорную трубу 4, а из трубы 4 поступает в кристаллизатор 3. Форма трубы 4, параметры среза на ее нижнем торце, а также рекомендуемое расстояние от трубы до уровня расплава в кристаллизаторе обеспечивают оптимальные условия разливки стали и отсутствие искажений геометрии струи стали на участке между промежуточным ковшом и кристаллизатором.

Опытную проверку заявляемого устройства осуществляли на сортовых МНЛЗ №№1 и 2 мартеновского цеха ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат". В ходе опытов варьировались параметры α и h устройства.

Наилучшие результаты (минимальные производственные затраты и выход качественной заготовки в пределах 98,6...99,2%) получены при использовании на МНЛЗ предлагаемого устройства. Отклонения от заявляемых величин α и h ухудшали достигнутые показатели.

Так, при уменьшении или увеличении угла α (от диапазона 43°...47°) происходило разбрызгивание металла на стенки кристаллизатора и аварийные остановки МНЛЗ. При h=(0,30...0,37)d и h=(0,47...0,55)d ухудшалось качество непрерывно-литой заготовки. Результаты проведенных опытов приведены в табл.1, в которой показано изменение загрязненности стали при ее разливке с использованием защитной цилиндрической огнеупорной трубы с косым срезом и с применением ее при разных углах α, а также количество преждевременных (аварийных) остановок ручьев.

Из таблицы следует, что разливка с использованием заявляемого устройства уменьшила загрязненность металла в 1,54 раза и сократила остановки агрегата. В то же время отклонения от оптимальных значений угла наклона среза на нижнем торце защитной цилиндрической огнеупорной трубы (α=43°...47°) привели к аварийным остановкам МНЛЗ.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед устройством, выбранным в качестве ближайшего аналога.

По данным технико-экономических исследований, проведенных в Центральной лаборатории контроля ОАО "ММК", использование заявляемого устройства при непрерывном литье заготовок для сортовых прокатных станов позволит снизить производственные затраты не менее чем на 7% с одновременным повышением выхода качественной заготовки до 99%, что соответственно повысит прибыль от реализации готового проката.