Сборник научных трудов ДонГТИ

Статья

Наименование Расширение функциональных возможностей промежуточного ковша МНЛЗ для условий металлургических микро-заводов
Авторы Куберский С. В., к. т. н., проф.
Раздел Металлургия и материаловедение
Год 2017 Выпуск 49 Страницы 57 - 65
УДК 669.013:669.18.04:669.89
Аннотация С использованием методов физического и математического моделирования проанализировано влияние конструкции промежуточного ковша МНЛЗ на образование циркуляционных потоков металла и рафинирование его от неметаллических включений. Предложена конструкция промежуточного ковша с электромагнитным перемешиванием расплава, а также возможностью его нагрева, раскисления, легирования и рафинирования с использованием заглубленного в объем металла дугового разряда.
Реферат Цель. Разработка конструкции многофункционального промежуточного ковша, позволяющего реализовать часть технологических операций внепечной обработки, свойственных традиционным агрегатам ковш-печь.
Методика. Физическое и математическое моделирование циркуляционных потоков, имеющих место в промежуточных ковшах МНЛЗ различной конструкции. Расчеты скоростей циркуляционных потоков, всплывания неметаллических включений, нагрева металла, параметров электромагнитной обработки и геометрических размеров элементов промежуточного ковша.
Результаты. Определен характер и скорость циркуляционных потоков, образующихся при использовании в промежуточном ковше различных конструктивных элементов. Предложены рациональная конструкция металлоприемника и место расположения перегородки, позволяющие организовать циркуляционные потоки, способствующие уменьшению объемов застойных зон и более эффективному удалению неметаллических включений. Для разливочных агрегатов небольшой производительности предложен многофункциональный промежуточный ковш, предусматривающий возможность электромагнитной и электродуговой обработки металла, решающих основные задачи подготовки его к непрерывной разливке. В предложенном промежуточном ковше совместно с кондукционным электромагнитным перемешиванием металла, позитивно влияющим на удаление неметаллических включений и уменьшение объемов застойных зон, можно осуществлять процесс дугового глубинного восстановления различных элементов из их оксидов для рафинирования и раскисления-легирования металла, а также нагрев его до необходимой температуры. Проведенные исследования позволили получить параметры, необходимые для проектирования промышленных промежуточных ковшей.
Научная новизна. Впервые предложено использование скрещенных электрического и магнитного полей для утяжеления расплава в дополнительной камере промежуточного ковша, а также создания направленных и управляемых циркуляционных потоков, что значительно улучшает условия удаления неметаллических включений и гомогенизации стали по температуре и химическому составу.
Практическая значимость. Предложена новая конструкция многофункционального промежуточного ковша, позволяющего реализовать часть технологических операций внепечной обработки, свойственных традиционным агрегатам ковш-печь. Повышение эффективности удаления неметаллических включений за счет создания направленных и управляемых циркуляционных потоков, а также увеличения кажущейся плотности расплава на 30 %, возможность нагрева металла со скоростью 1-1,5 °С/мин, уменьшение объемов застойных зон и высоты образования вихревой воронки в конце разливки металла, что способствует повышению качества стали и уменьшению шлакометаллического остатка в промежуточном ковше.
Ключевые слова непрерывная разливка, промежуточный ковш, циркуляционные потоки, застойные зоны, электромагнитное перемешивание, дуговое глубинное восстановление, нагрев, раскисление, легирование, неметаллические включения, рафинирование.
Полный текст