Способ управления скоростью разливки стали из промежуточного ковша в кристаллизатор

(51) 22 11/115 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ пульсаций магнитного поля в непосредственной близости от выпускного отверстия способствует устойчивому выпуску жидкой стали в заданном режиме. В случае необходимости увеличения скорости разливки стали (например, зарастания стакана при охлаждении металла),частоту пульсаций магнитного поля повышают. Последнее способствует более интенсивному разрушению динамических структур над выпускным отверстием,т.е. большему расходу металла, истекающего через отверстие. Для снижения скорости разливки стали (в случае разъедания стакана и увеличения размера отверстия) частоту пульсаций магнитного поля увеличивают,но направление вектора магнитной индукции меняют на обратное. Решаемые задачи представленной заявки заключаются в обеспечении устойчивого истечения струи металла через затопленный стакан и оперативное управление скоростью разливки стали в кристаллизатор. Достигаемый технологический результат отклонение скорости разливки металла от заданной в пределах 23 возможность оперативного повышения и снижения скорости разливки стали на 16, по сравнению с гравитационной. Существенные признаки заявленного способа включают использование пульсирующего магнитного поля для управления скоростью разливки стали из промежуточного ковша в кристаллизатор наложение пульсирующего магнитного поля на затопленный стакан.(72) Камбаров Жарылкасын Камбарович Максимов Евгений Викторович Марденов Марат Пазылович Шабовта Владимир Петрович Федин Михаил Максимович Щерба Виктор Семенович Унайбаев Булат Жарылгапович(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ РАЗЛИВКИ СТАЛИ ИЗ ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОВША В КРИСТАЛЛИЗАТОР(57) Изобретение относится к технологии производства стали, в частности, к получению непрерывнолитого слитка. Суть предполагаемой заявки сводится к следующему. Известно, что истечение жидкости через отверстия осуществляется через стадии образования и разрушения динамических структур(сводов) над выпускным отверстием. Определив частоту образования (разрушения) динамических структур над выпускным отверстием при истечении жидкой стали, накладывают соответствующее значение пульсаций магнитного поля на соленоид, расположенный вокруг верхней части затопленного стакана, а вектор магнитной индукции направляют в сторону движения струи металла. Совмещение частоты собственных пульсаций жидкой стали, при ее истечении через отверстие в затопленном стакане, с частотой Изобретение относится к области производства стали, в частности, к получению непрерывнолитого слитка. Известен способ (аналог 1) регулирования скорости разливки стали из промежуточного ковша в кристаллизатор с помощью стопора,совершающего возвратно-поступательное движение(торможение расхода металла стопором) (Лапицкий В.И., Ступарь Н.И., Легкоступ О.И. Металлургия стали М. ГНТИ литературы по черной и цветной металлургии, 1963, с.204). К недостаткам способа следует отнести его ограниченность использования струи металла невозможность повышения скорости разливки при зарастании стакана значительные колебания скорости разливки. Известен способ (аналог 2) регулирования скорости разливки стали из промежуточного ковша в кристаллизатор путем изменения высоты слоя металла в ковше (Торговец А.К., Артыкбаев О.А. Конструкция агрегатов и оборудование непрерывной разливки стали. Алматы НИЦ Гылым, 2002, с.42-43). Недостатками способа являются невозможность оперативного управления скоростью разливки металла, из-за большой инертности системы и значительные колебания скорости разливки. Известен способ (аналог 3) регулирования скорости разливки стали из промежуточного ковша в кристаллизатор путем частичного перекрытия выпускного отверстия стакана шибером (Максимов Е.В., Торговец А.К., Шабовта В.П. Работа шиберного затвора промежуточного ковша. Республиканский научный журнал Технология производства металлов и вторичных материалов. Темиртау, КарМЕТИ, 2005,2, с.11-16). Недостатками способа являются отсутствие возможности повышения скорости разливки при зарастании разливочного стакана разбрызгивание струи металла при перекрытии выпускного отверстия стакана значительные колебания скорости разливки. Известен способ(прототип) управления скоростью разливки стали из промежуточного ковша в кристаллизатор через затопленный(погруженный) дозировочный стакан с переменным сечением рабочего канала (Лейтес А.В. Защита стали в процессе непрерывной разливки. М. Металлургия, 1984, с.24-29). К недостаткам способа следует отнести невозможность повышения скорости разливки стали в случае такой необходимости значительные колебания скорости разливки. Решаемые задачи представленной заявки заключаются в обеспечении устойчивого истечения струи металла через затопленный стакан и оперативном управлении скоростью разливки стали в кристаллизатор. Достигаемый технический результат отклонение скорости разливки металла от заданной в пределах 2-3 возможность оперативного повышения и снижения скорости разливки стали на 16 по сравнению с гравитационной. 2 Существенные признаки заявляемого способа включают использование пульсирующего магнитного поля для управления скоростью разливки стали из промежуточного ковша в кристаллизатор наложение пульсирующего магнитного поля на затопленный стакан. Суть предполагаемой заявки сводится к следующему. Известно, что истечение жидкости(газа) через отверстие осуществляется через стадии образования и разрушения динамических структур(сводов) над выпускным отверстием. Частоту образования этих структур можно определить по известным зависимостям, например, в работе Фиалкова Б.С., Плицына В.Т. Кинетика движения и характер горения кокса в доменной печи. М. Металлургия. 1971, с.288. Определив частоту образования (разрушения) динамических структур над выпускным отверстием при истечении жидкой стали, накладывают соответствующее значение пульсаций магнитного поля на соленоид, расположенный вокруг верхней части затопленного стакана, а вектор магнитной индукции направляют в сторону движения струи металла. Совмещение частоты собственных пульсаций жидкой стали, при ее истечении через отверстие в затопленном стакане, с частотой пульсаций магнитного поля в непосредственной близости от выпускного отверстия способствует устойчивому выпуску жидкой стали в заданном режиме. В случае необходимости увеличения скорости разливки стали (например, зарастания стакана при охлаждении металла),частоту пульсаций магнитного поля повышают. Последнее способствует более интенсивному разрушению динамических структур над выпускным отверстием,т.е. большему расходу металла, истекающего через отверстие. Для снижения скорости разливки стали в случае разъедания стакана и увеличения размера отверстия частоту пульсаций магнитного поля увеличивают, но направление вектора магнитной индукции меняют на обратное. Пример осуществления предлагаемого технического решения. На фигуре 1 изображена схема устройства, позволяющего осуществить предлагаемое техническое решение. В индукционной печи выплавляли сталь и заливали ее в промежуточный ковш 1, из которого она через затопленный стакан 4 поступала в кристаллизатор 5. Диаметр выпускаемого отверстия в стакане составлял 20 мм. При свободном выпуске металла из промежуточного ковша (без наложения на затопленный стакан пульсирующего магнитного поля) скорость разливки стали была равна 1, 2 кг/мин. На фиг.2 показана зависимость относительной скорости разливки металла /0 от величины /0,где 0 - скорость разливки металла в режиме гравитационного (свободного) выпуска,- текущее значение скорости разливки металла, 0 - частота пульсаций магнитного поля для режима гравитационного выпуска,- текущее значение частоты пульсирующего магнитного поля. В ходе проведенных экспериментов было установлено, что при частоте пульсаций магнитного поля, равной частоте разрушения (образования) динамически неустойчивых структур над выпускным отверстием, т.е. при гравитационном выпуске металла, отклонения в скорости его разливки составляли 2-3. Следует отметить, что обычно эти отклонения составляют 5-11 и больше. В случае повышения или снижения скорости разливки стали при наложении пульсирующего магнитного поля соответственно в направлении движения струи металла или в противотоке к последней, скорость разливки увеличивалась или уменьшалась на 16 и более, по сравнению с гравитационной скоростью истечения жидкой стали. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ управления скоростью разливки стали из промежуточного ковша в кристаллизатор через затопленный стакан, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивого истечения струи стали и оперативного управления ее расходом, на верхнюю часть затопленного стакана накладывают пульсирующее магнитное поле, а вектор магнитной индукции направляют в сторону движения струи,причем для обеспечения гравитационного истечения металла устанавливают частоту пульсаций магнитного поля равной частоте разрушения(образования) динамически неустойчивых сводов над выпускным отверстием. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для повышения скорости разливки стали частоту пульсирующего магнитного поля увеличивают, а для снижения скорости разливки стали частоту пульсирующего магнитного поля также увеличивают, но направление вектора магнитной индукции меняют на обратное.