4.4.1.3. Промежуточные ковши
Важным элементом УНРС является промежуточный ковш. Рациональная его конструкция, контроль уровня металла, использование специальных устройств для подогрева металла, для введения в металл различных добавок и т.д. позволяют:
– обеспечить необходимые и стандартные во времени условия разливки (неизменное ферростатическое давление, малые колебания температуры металла);
– использовать промежуточный ковш как дополнительный агрегат для внепечной обработки металла с целью перемешивания, дегазации, всплывания включений, раскисления, корректировки состава и т. п.
Для успешной работы технологического узла сталеразливочный ковш – промежуточный ковш – разливочный стакан требуются высококачественные огнеупоры разного состава (рис. 99). Особое качество огнеупоров необходимо для футеровки зоны падения струи (например, муллит).
Рис. 99. Огнеупорные изделия, применяемые при непрерывной разливке стали: I – сталеразливочный ковш; II – промежуточный ковш; III – кристаллизатор; 1 – шлаковая зона (например, магнезит); 2 – пористый блок; 3 – изоляция; 4 – арматурный слой футеровки (например, доломит на смоляной связке); 5, 6 – слои футеровки; 7 – шиберный затвор с защитной трубкой;8 – перегородка; 9 – защитное покрытие; 10 – плиты холодного промежуточного ковша;11 – стопор-моноблок; 12 – погружной стакан (цельный); 13 – то же, составной (из двух частей); 14 – отбойная плита; 15 – шиберный затвор промежуточного ковша; 16 – дозатор для разливки открытой струей
В зависимости от используемых огнеупорных материалов промежуточные ковши делят на три типа.
1. Нагреваемые перед разливкой до 1100 °С (теплые). На рабочую футеровку наносят слой магнезитовой защитной массы (в зонах максимального износа).
2. Нагреваемые газокислородной горелкой до >1500 °С (горячие). Промежуточные ковши применяют при определенных технологических и металлургических условиях и футеруют высококачественным (~96 % MgO) магнезитовым кирпичом.
3. Неподогреваемые перед разливкой (холодные). В зоне контакта с расплавом в таких ковшах укладывают плиты из основных или кислых огнеупоров (рис. 100).
Высококачественные огнеупорные плиты (~85 % SiO2) имеют малую кажущуюся пористость (1,0–1,1 г/см3) и соответственно малую теплопроводность (0,20–0,25 Вт/(м • К)). Толщина плиты ~ 30мм. Использование армирующих волокон (например, асбеста) при изготовлении плит обеспечивает достаточную прочность. Соединительные грани плит выполняют уступами, которые при укладке двух соседних плит перекрываются. Швы дополнительно уплотняют быстротвердеющей обмазкой. Для подогрева металла используют электродуговые или плазменные установки.
Рис.100. конструкция холодного промежуточного ковша: 1 – футеровка; 2 – изоляционная плита; 3 – кожух; 4 – изоляционный конус для защиты гнездового кирпича; 5 – гнездовой кирпич; 6 – дозатор
В современных конструкциях комплекса сталеразливочный ковш – промежуточный ковш – кристаллизатор предусмотрено исключение контакта металла с атмосферным воздухом. Хороших результатов достигают при аргонной защите струи. Важно так организовать эту защиту, чтобы получить желаемый результат при минимальном расходе аргона и обеспечить при этом ровную (без колебаний и всплесков) поверхность металла в кристаллизаторе. На (рис.101) показаны варианты подвода аргона, в том числе и такие, которые помогают предотвратить затягивание канала оксидами алюминия и улучшают условия всплывания неметаллических включений в кристаллизаторе. Кроме того, продувка металла аргоном оказывает рафинирующее действие на расплав.
Рис. 101. Способы подачи аргона в погружной стакан