Камерная установка доводки расплавленного металла
Использование: плавильное производство , а именно внепечная обработка стали в ковше в процессе ее доводки перед разливкой на МНЛЗ или в изложницы. Сущность: установка содержит разливочный ковш с коаксиально расположенным подъемно-опускным футерованным полым цилиндром, внутри которого соосно размещена подвижная продувочная фурма, а его входная часть снабжена желобом для ввода присадок, например ферросплавов; в верхней части футерованного цилиндра тангенциально его боковой поверхности установлены горелочные устройства, снабженные подводами топлива и окислителя. 2 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО .СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (2.1) 5025378/02 (22) 03.02.92 (46) 23.08.93. Бюл. М 31 (71) Орско-Халиловский металлургический комбинат (72) B.B.Лисицкий, Г.Н,Мулько, B.В.Кулаков, В.B.Ïàâëîâ, H.Ã.Òàðûíèí и В,Г.Милюц (73) Орско-Халиловский металлургический комбинат (56) Власов Н,Н„Король B.B., Радя В.С. Разливка черных металлов. Справочник. — M.:
Металлургия, 1987, с. 88, рис. 56а, То же, рис. 566.
То же, с. 89. рис. 57, Новик Л.М. Внепечная вакуумная металлургия стали. — M. Наука, 1986, с. 79, рис. 49.
Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали. — M. Металлургия, 1984, с. 354, рис. 342.
Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к плавильному производству и может быть использовано при внепечной обработке стали в ковше в процессе ее доводки перед разливкой на МНЛЗ или в изложницы, Другое известное аналогичное решение для решения той же задачи включает продувку расплавленного металла инертным газом " помощью вертикальной подвижной фурмы (2).
Эти известные решения включают также и ввод сверху в разливочный ковш присадок, например ферросплавов и различных добавок (3).
Перечисленные решения обладают существенными недостатками, заключающимися в низкой степени обработки стали, связанной со слабой дегазацией расплава и значительным уносом металла из ковша, „„5U „„1836442 АЗ
РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА (57) Использование: плавильное производство, а именно внепечная обработка стали в ковше в процессе ее доводки перед разливкой на МНЛЗ или в изложницы. Сущность . установка содержит разливочный ковш с коаксиально расположенным подъемно-опуcKHblM футерованным полым цилиндром, внутри которого соосно размещена подвижная продувочная фурма, à его входная часть снабжена желобом для ввода присадок, например ферросплавов; в верхней части футерованного цилиндра тангенциально его боковой поверхности установлены горелочные устройства, снабженные подводами топлива и окислителя. 2 ил., 1 табл.
Для повышения эффективности обработки стали разливочный K08l0 помещают в камеру, герметизированную крышкой, снабженную отсосом, продувочной фурмой и вводом ферросплавов (4).
Согласно этого известного решения металл подвергают интенсивному перемешиванию- 8 ковше путем продувки инертным газом с эвакуацией отходящих газов посредством отсоса (насосом) из камеры, что повышает степень дегазации металла.
Однако данное техническое решение характеризуется существенными недостатками, связанными с возможными выбросами металла в процессе его вскипания при продувке, сложностью герметизации камеры, громоздкостью конструкции и значительными энергозатратами, а также и необходимостью развитого энергохоэяйства, 1836442
В результате перечисленного снижается эффективность обработки стали, а следовательно и ее качество, Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является камерная установка доводки расплавленного металла, включающая разливочный сталь ковш с коаксиально расположенным подьемно-опускным футерованным полым цилиндром, внутри которого 10 соосно размещена подвижная продувочная фурма, а его входная часть снабжена желобом для ввода присадок, например ферросплавов и др, материалов (5).
Задача настоящего изобретения заключа«=.тся в повышении качества стали за счет повъ«шения эффективности обработки ее в разливочном ковше, в процессе ее доводки.
Технический результат достигается тем. что в верхней части футерованного цилинд- 20 ра. тангенциально его боковой поверхности установлены горелочные устройства, снабженные подводами топлива и окислителя, Зто приводит к тому, что внутреннюю поверхность футеровки, вне эоны расплавленного металла, поддерживают горелочными усгройствами на температурном уровне не ниже температуры плавления присаживаемых материалов, что способствует расплавлени«о мелкодисперсных частиц осевших на 30 поверхности и спуску (стеканию) их в жидком состоянии в расплавленную сталь. При этом также сокращаются и тепловые потери с поверхностью зеркала металла в полости цилиндра. Кроме того, результат достигает- 35 ся и тем, что тангенциэльная установка горелочных устройств приводит в процессе их работы к формированию вихревого движения газов и, как следствие, к созданию устойчивого реализуемого разрежения внутри 40 вихря, что способствует активной дегазации расплавленной стали непосредственно с ее чистой поверхности, расположенной в полости цилиндра.
На фиг, 1 и фиг, 2 схематически показа- 45 на камерная установка доводки расплавленного металла.
Она включает рэзливочный ковш 1 с расплавленной сталью, соосно ковшу на его крышке расположен подьемно-опускной 50 футерованный полый цилиндр 2, внутри которого по его оси размещена подвижная продувочная фурма 3, а его входная часть снабжена желобом 4 Для ввода присадок в полость цилиндра. В зависимости от разме- 55 ров ковша 1, т.е. его емкости внутренний диаметр цилиндра 2: составляет 600-1200 мм, а его высота 1800-2200 мм. при этом общая толщина футерровки на сторону ориентировочно равна 230 мм.
В верхней части цилиндра 2 на расстоянии 1/3-1/2 его высоты установлены горелочные устройства 5, снабженные подводами топлива и окислителя соответственно 6 и 7.
Работает установка следующим образом, Разливочный ковш 1 состалью, выпущенной из печи, устанавливают под вертикальным подьемно-опускным футерованным полым цилиндром 2, который погружают нижней частью в расплав (на 200-400 мм), при этом зеркало металла в ковше вне футе-. рованного полого цилиндра защищают от окислителя шлаком, э внутри цилиндра 2 оставляют чистым, куда через желоб 4 присаживают ферросплавы с легирующими элементами и раскислители, которые вводят внутрь цилиндра 2 сверху в виде кусковых (дробленых) материалов и перемешивают их с расплавом путем продувки через подвижную продувочную погружную фурму 3.
В качестве газа для продувки расплава используют аргон или азот, Нижний срез фурмы 3 находится в обьеме металла на расстоянии 500-1000 мм от днища ковша 1.
П родолжительн ость и родув ки для гомогенизации металла в объеме ковша составляет 3-5 мин, для перемешивания с целью рафинирования жидкой стали 5-10 мин. В процессе истечения из фурмы 3, в расплаве струйки газа распадаются на мелкие пузырьки и выносятся через зеркало незащищенного шлаком металла, в данном случае через полость цилиндра 2, Интенсивность выделения газов из жидкого металла будет возрастать при создании разрежения над зеркалом металла, Для доводки стали в ковше в чистый металл через полость цилиндра присаживают сверху ферросплавы с легирующими элементами, например
FeCr, SIMn, FeSI и раскислители и перемешивают их с расплавом в процессе продувки, При этом интенсивность барботажа ° расплаве и выделение газов из расплава возрастает. Одновременно внутреннюю поверхность футеровки цилиндра выше границы расплавленного металла поддерживают на температурном уровне не ниже максимальной температуры плавлению загружаемых материалов (присадок), например ферросплавов, путем ее дополнительного подогрева горелками 5. В этом случае частицы пыли (мелкодисперснае фракция присадок) расплавляются и при попадании на поверхность футеровки вместе с каплями уносимого металла будут в жидком виде стекать в расплав, при этом их оседание на футеровке прекращается, что исключает настылеобразование.
1836442
10
Л,—: -. форсированного и экономического процесса плавления частиц на поверхности футеров«и практически достаточно поддержание ее температуры на 20-70"С выше та "пера уры плавления максимальной темпер Iyp!i вводимых присадок. Поддержани, <:-;кого температурного уровня обеспечиваст< стекание капель металла, осевших на футср<1в<са с ее поверхности обратно в жидкий <лс <алл, сохраняя футеровку чистой, на Kolорой отсутствуют условия образования нлс-ть<лей, Таким образом, на пути поступне, ия присадок нет препятствия (повы ц<енного гидравлического сопротивЛЕНИЯ) СО СТОРОНЫ НаСтЫЛЕй, ЧтО ПОВЫШаЕт качество доводки стали (с точки зрения нормально;-; ввода присадок) и равномерность;;L,..lле«ия отходящих газов. При этом устр,<яе ся подсос воздуха к зеркалу чистого л<-,. 1лла, а температурный потенциал
ВВО,,: . ььх НРиеаДОК ПОВЫШаЕтСЯ вЂ” За СЧЕТ прот< .:;-:т<1чного воздействия высокотемперату,.:нь<х тазов и увеличения их скорости в зад-;-.,;О;:: Обьеме полости вертикального цили:;:,,„:=. СОхранение чистым отводящего тракт:, <«-..< Ос-.редственно над зеркалом металла,.:;cл«чивает пропускную способность
ВЫдеря ..лык ГаЗОВ. ДЛя дОПОЛНИтЕЛЬНОГО их в,,-<елс. <ия при заданнойстепени перемесь«,:-;::,.<;"-. расплава, над зеркалом чистого мс.! c«ла целесообразно поддврживать регу.—.. .":;". e разряжение, Данный техни4<.cI ropenc б и полости цилиндра 2 создается ПОН<л;«ОН,ОЕ даВЛЕНИЕ, СПОСОбСтВувщЕЕ aevi и:.Н<:l.:О раскисленной стали, которое уме<;.<:= :.е-cq при восстановлении атмосфернотс: цявления. При создании незначитель,:.Ог:= разрежения кипение металла возоб О:-:.лястся и усиливается при увеличении р;;; 01ежения. Кипение вызывается выделенислл растворенных в металле газов, т.е. путе: из<ленения разряжения над поверхность .. <леталла можно осуществить процесс дзглзации управляемым. За счет сни>«с.::.: я парциального давления водорода и азо-:i нр< исходит выделение этих газов из жидх .ч: .".еталла как путем десорбции с повер: «Ости и диффузии растворенных газов в по ..-:хнос.сный слой; так и путем диффузии . ..-:.::с:.::. Ывающие пузырьки окиси угле. рода и, <есорбции в газовую фазу. За счет облегчения вь<д, <1 .»« .: .,:.:;, < .. обеспечивается д<1<:"!:. „: "« ческой однородное< ПОВЫШЕНИЕ ОДНОРО ll- 15 однородность х:;<лсОО стабильность свОйст«<л:1;. —:;; пределах слитка г«;1«::;: -, димой стали при л <обо:.:, <, " . -... ь: при этом станови с ярл .:-".. производительность с;:-:: .: гатов, снизить ряс <ос :-.с< i,::.. тов, уменьшит « Следует также vll;„-1 н-;..:,:; < стали I10 данно.".гу I .с. ..;;::--li! О требует минимал:.Нь!;;.,;:;-:.;:;;... ГЕтИЧЕСКИХ Затча; Н.-".. -. усложняет технс лОс< ь1;: действующих стал Ои.яз;.-л:л.-..:-;:.:: Таким Обр"-.:. i .,:«;:;., =,--:;-:.«; .1;: изобретения поз«<,«,;-.- ";,:,,;;; ность Обработки О„тсь< ус1-р;-::, „;::... ности Образованi :=, i.-. -.-. -,: газов, снижение i!ы,-.,=:ун<-".-.,-, <;;-.:: присадок и карт еу<;сс;.:;,::.;i <..:. -, шения степени л=-r :-::..и«:- г-: "грева и рисажива<1..:. ь<: .,1 т - р. уменьшения по<<соса:;<.;,1,1ььснижение тепло .О«.рь.:,«:11 < О. линдра. В резуль1;1т;; i:. ..-.ч,::: -, растает качество Об;.. ..:. :.:. -.. зкономичность IIL.Îöÿc;:,, н, " Пример конкретн.;;гц .::. <с .....: ловиях элект роста :å;::l ..-:-.:",::. - ко" Халиловского <лет, <О" б, 45 Исходные да<«<ь< .; i -, -; сталеразливо <нь<и х<1с<;.ь<,-.:-,,с .. Герметически-.-. г,:рр ., -;р!, линдра: — высота -- 1 300 тл<л — диаметр внутр. —, |,=,0;. „; — диаметр наруя. ". :<.;. ;, =;.; Глубина погружс<;in i пла в — 200-300 м,"<. Характерист<1 ха Ф. ....:,. ноземистая с содер;х;!«:л:,;. < Установка < ил!1нл;"> l плавильногО ковц<я. с Ос <. ОТОПЛЕНИЕ Ц<ЛЛ«л;-<;ЦР,1 душных горелок. 1836442 ты опытной проверки Прототип ла (трещины, рванины), % сидными включениями 5 и 0,64 6,4 0,0093 4,93 1,5 металле, да, мл/100 г Не ис /т стали юг.1 Расход природного газа на горелки 3050м /ч, Установка горелок — на боковой поверхности цилиндра, тэнгенциально ей, на расстоянии 1100 мм от нижнего торца цилиндра. Характеристика присадок, загружаемых в сталеразливочный ковш — кусковый— Fe|"r; SIMn; Ге& и др., фракции до 2 мм— 10-15 Я, таад = 1540ОС, Характеристика обрабатываемой стали — спокойные трещиночувствительные марки типа 40 Х, Сопоставление рассматриваемого способа производили в сравнении с решением, взятым в качестве прототипа и используемого в камерной установке доводки стали ЗСПЦ ОХМК, При составлении проб, отобранных 10ти плавок сравниваемых решений, получены следующие средние практические результаты, представленные в таблице. 5 Формула изобретения Камерная установка доводки расплавленного металла, включающая разливочный стальковш с коаксиально расположенными подъемно-опускным футерованным полым 10 цилиндром, внутри которого соосно размещена подвижная продувочная фурма, à его входная часть снабжена желобом для ввода присадок, например ферросплавов, о т л ич а ю щ а я с я тем, что в верхней части 15 футерованного цилиндра тангенциально его боковой поверхности установлены горелочные устройства, снабженные подводами Toll/lMBB и окислителя. Составитель Л. Петрова Техред M.Moðãåèòàï Корректор Н. Король Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3009 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
