Комплексний захист струменя металу від окиснення

Спільна робота з технічним та науковим персоналом металургійних заводів дозволила компанії ПРОМАТЕХНОЛОГІІ, досягти значних результатів у напрямку зниження браку під час розливання металу. Ця технологія вирішує одну з проблем. сучасного металургійного виробництва – захист струменя металу від окислення під час розливання.

Одним із варіантів вирішення цієї проблеми був пристрій захисту струменя металу від окиснення при розливанні, авторське свідоцтво СРСР на винахід № 1502173, опубліковане 23.08.1989, МПК4 В22D7/12. Основним недоліком цього пристрою є небезпека пропалювання вогнетривкої труби, яка виконана у вигляді гофрованих оболонок-екранів із термостійкої газонепроникної тканини. Це призводить до зниження надійності захисту струменя металу від вторинного окиснення під час проходження через цей пристрій.

У запропонованому пристрої захисту струменя металу усунено небезпеку пропалювання вогнетривкої труби від бризок металу при збереженні її гнучкості, що дозволяє підвищити надійність захисту струменя металу від вторинного окиснення, тим самим підвищити якість металу і зменшити брак.

Запропонований пристрій захисту струменя металу містить випускний стакан для подачі струменя розплавленого металу, який встановлений із кільцевим проміжком відносно внутрішнього перерізу вогнетривкої труби та розташованим зверху каналом для приймання розплавленого металу, газорозподільний вузол для подачі інертного газу в зазначений кільцевий проміжок. Вогнетривка труба виконана гнучкою зі спеціального термостійкого еластичного матеріалу, при цьому всередині труби розташована каркасна гільза, що згорає, а зовні труби — бандажний дріт.

У поперечному перерізі вогнетривка труба виконана у вигляді еліпса для забезпечення поперечного ходу випускного стакана під час подачі струменя розплавленого металу. Внутрішній поперечний переріз труби становить від 3 до 4 діаметрів струменя розплавленого металу, а зовнішній – від 1,0 до 1,15 зовнішнього поперечного перерізу каналу для подачі розплавленого металу у форму. Вогнетривкість труби становить 1100–1600 °С, а щільність її матеріалу – від 150 до 250 кг/м³.

Виконання вогнетривкої труби зі спеціального вогнетривкого еластичного матеріалу дозволяє виключити можливість її пропалювання від бризок металу як за рахунок відсутності гофрованої поверхні всередині, так і завдяки більшій вогнетривкості самого матеріалу, який має волоконну структуру, а сама труба є гнучкою і товстостінною. Розташування всередині труби каркасної гільзи, що згорає в перші секунди розливу металу, а зовні — бандажного дроту, дозволяє забезпечити необхідну форму труби та її гнучкість при центруванні над нею багатотонного ковша з металом. Усе це підвищує надійність захисту струменя металу від вторинного окиснення під час проходження через пристрій.

Виконання каркасної гільзи з картону забезпечує її вигоряння у перші секунди розливу металу.

Виконання вогнетривкої труби у поперечному перерізі у вигляді еліпса дозволяє забезпечити можливість поперечного ходу випускного стакана для подачі струменя розплавленого металу при центруванні над нею багатотонного ковша.

Дана сукупність суттєвих ознак дозволяє, порівняно з прототипом пристрою захисту струменя металу від окиснення при розливанні, забезпечити усунення можливості пропалювання вогнетривкої труби від бризок металу при збереженні її гнучкості. Це підвищує надійність захисту струменя металу від вторинного окиснення. Крім того, забезпечується спрощення конструкції та підвищується надійність фіксації газорозподільного вузла над вогнетривкою трубою.

Випробування такого пристрою захисту струменя металу від окиснення при розливанні показало, що під час розливання металу нарости оксидів на кромці випускного стакана не утворюються, що створює передумови для запобігання потраплянню окиснених порцій металу всередину ливарної системи та в зливки (вироби). Це запобігає утворенню продуктів взаємодії компонентів металу з окисненими порціями.

Крім того, забезпечується захист навколишнього середовища під час розливання металу через повне виключення його розбризкування, а також зменшення теплового випромінювання.

Даний пристрій було успішно випробувано на ВАТ «Інтерпайп НТЗ». Випробування показали значний економічний ефект у вигляді зниження браку від 30 до 70 % залежно від марок сталі та технічних вимог до виробів.

Ефективність застосування цього пристрою підвищується при розливанні сталей, що мають високий вміст елементів, що легують, таких як алюміній, титан, ванадій.

Цей ефект виникає внаслідок дії надлишкового тиску аргону. При цьому струмінь металу не тільки не контактує з повітрям у процесі розливу, але й збагачується аргоном, який, у свою чергу, виділяється вже зі зливка під час наповнення та кристалізації металу. Завдяки цьому відбувається видалення неметалевих включень, а також водню і кисню, що частково відповідає процесу вакуумування сталі та веде до підвищення її якості.

До переваг пристрою захисту струменя металу від окиснення при розливанні можна віднести низку факторів:

• немає потреби у зміні існуючої технології виробництва;
• відсутня необхідність у навчанні або перенавчанні персоналу;
• при незначних вкладеннях досягається значний економічний ефект.