Способ рафинирования металла в ковше

 

Изобретение может быть использовано в черной металлургии при рафинировании металла в ковше активными шлаковыми смесями с одновременной продувкой расплава инертными газами. Сущность: шлак в ковше дополнительно перемешивают газовыми струями, направленными на поверхность шлака. При этом газовые струи направлены от края ковша к центру "буруна", т. е. к месту выхода на поверхность расплава двухфазного газожидкостного потока.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при рафинировании металла в ковше.

Известен способ внепечной обработки стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск его в ковш, ввод в ковш шлакообразующих материалов и продувку металла инертным газом, в котором с целью интенсификации массобмена шлак-металл продувку осуществляют при различной глубине погружения фурмы [1] .

Недостатком данного способа является то, что воздействие оказывается только на металл. Кроме того уменьшение глубины погружения фурмы приводит к увеличению продолжительности усреднительной продувки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ рафинирования металла в ковше, включающий наведение в ковше активного покровного шлака и перемешивание металла с шлаком за счет инертного газа, подаваемого в объем металла [2] .

Недостатком данного способа является то, что интенсификация процесса перемешивания шлака и повышение за этот счет степени рафинирования металла достигается только за счет более интенсивного перемешивания металла. В результате интенсивность перемешивания шлака недостаточна и за время продувки, которое, как правило ограничено запасом по температуре, шлак не успевает полностью реализовать свою рафинирующую способность.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе рафинирования металла в ковше, включающем наведение в ковше активного покровного шлака и перемешивание его с металлом за счет инертного газа, подаваемого в объем металла, согласно изобретению шлак дополнительно перемешивают газовыми струями, направленными на поверхность шлака.

Дополнительным отличием является то, что газовые струи направляют от края ковша к центру "буруна", то есть месту выхода на поверхность двухфазного газожидкостного потока.

Так как перемешивание шлака в известном способе происходит только за счет передачи ему импульса от движущегося металла, шлак в ковше при подаче в объем металла инертного газа движется от буруна к краю ковша, причем в движении из-за высокой его вязкости участвуют только слои шлака, непосредственно примыкающие к поверхности металла. Согласно изобретению перемешивание шлака ускоряется за счет направления на его поверхность газовых струй, направленных противоположно потокам металла у поверхности расплава, но приложенных к верхней поверхности шлака, то есть на границе шлак-атмосфера. Это создает условия для лучшего перемешивания шлака и более полного использования его рафинирующей способности.

Угол атаки газовых струй устанавливается от 0 до 90^о и выбирается таким образом, чтобы была возможность воздействовать на шлак при различном относительно поверхности шлака и края ковша расположении устройства для подачи газа, обеспечивающая перемещение шлака от края ковша к "буруну".

П р и м е р. Сталь выплавляли в 350 т кислородном конвертере с верхней подачей дутья. Во время выпуска плавки в ковш давали твердую шлакообразующую смесь в количестве 10 кг/т, состоящую из СаО и CaF₂ в соотношении 3: 1. В результате на поверхности металла в ковше формировался активный покровный шлак. С целью усреднения перед непрерывной разливкой и дополнительного рафинирования на УДМ вглубь металла подавали инертный газ с расходом 1 м³/мин. Был получен коэффициент распределения серы L_S = 25, что позволило снизить содержание серы с 0,022 до 0,019% . При проведении обработки в соответствии с предлагаемым способом в дополнение к ранее перечисленным условиям обработки на поверхность шлака направляли 5 газовых струй с углом атаки 15^о относительно вертикали, а расход газа на перемешивание шлака составил 1,5 м³/мин. В результате продувки в течение 8 мин был достигнут коэффициент распределения серы L_S = 49, что при исходном содержании серы в металле 0,022% позволило получить в конце обработки 0,015% .

Таким образом, использование предлагаемого способа рафинирования металла в ковше позволяет снизить содержание примесей в металле за счет более интенсивного взаимодействия в системе шлак-металл. (56) Авторское свидетельство СССР N 1305179, кл. С 21 С 7/064, 1987.

Кудрин В. А. , Парма В. Технология получения качественной стали, М. : Металлургия, 1984, с. 320.

Формула изобретения

1. СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА В КОВШЕ, включающий наведение в ковше активного покровного шлака и перемешивание его с металлом за счет инертного газа, подаваемого в объем металла, отличающийся тем, что шлак дополнительно перемешивают газовыми струями, направленными на поверхность шлака.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газовые струи направляют от края ковша к центру "буруна", т. е. к месту выхода на поверхность двухфазного газожидкостного потока.