Подводящий рукав для работающего по методу руршталь-гереус дегазирующего резервуара для металлургических расплавов

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2468092:

СМС СИМАГ АКЦИЕНГЕЗЕЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к циркуляционному вакуумированию жидкой стали. Подводящий рукав дегазирующего резервуара содержит места подачи с трубчатыми продувателями для ввода инертного газа, распределенные по аксиальной длине рукава. Между местами подачи инертного газа предусмотрены отдельные участки с выполненными в форме канавок проводящими элементами. Проводящие элементы проходят снизу вверх в направлении продольной оси рукава и закручены относительно нее на угол, равный 20-45°. Использование изобретения обеспечивает улучшение гидравлических условий внутри подводящего рукава. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к подводящему рукаву для работающего по методу Руршталь-Гереус дегазирующего резервуара для металлургических расплавов.

При использовании метода Руршталь-Гереус (метода циркуляционного вакуумирования) жидкая сталь из литейного ковша с помощью подъемного газа, в частности аргона, который вводится через зеркало ванны жидкой стали в восходящую трубу, за счет увеличения его объема в восходящей трубе и далее за счет разности давлений между внешним давлением атмосферного воздуха и пониженным давлением в эвакуирующем резервуаре перемещается в восходящую трубу. Пузырьки аргона представляют собой ядра для образования окиси углерода, ускоряют дезоксидацию и сепарацию неметаллических частиц. Поданная в эвакуирующий резервуар сталь распыляется, вследствие чего происходит увеличение площади поверхности и, тем самым, хорошая дегазация.

Из ЕР 297850 А1 известно о возможности формирования по периферии подводящего рукава нескольких каналов, которые подразделяются на две группы, причем в одну группу каналов подается газ с высоким давлением, а в другую группу каналов подается газ с низким давлением. Таким образом, подводимые газовые потоки должны проникать в проведенный через рукав металлический расплав на различную глубину и должны способствовать равномерной газации металлического расплава через поперечное сечение рукава.

Из литературы: Modeling of Two-Phase in RH Vacuum Degassing Vessel with the Effect of the Rotation Magnetic Field, AISTech 2004 Proceedings, Volume 1, pp. 1125-1133; Baokuan Li et al. (PRC) известно о воздействии на поток со стороны магнитного поля.

Данное решение в отношении магнитно-гидродинамического воздействия на поток расплава предусматривает наличие конструктивного элемента с водяным охлаждением под днищем резервуара, работающего по методу Руршталь-Гереус. Такая конструкция слишком велика для технического использования. Кроме того, водяное охлаждение представляет собой риск с точки зрения безопасности.

Задачей изобретения является улучшение гидравлических условий внутри подводящего рукава.

Эта задача решается в соответствии с изобретением посредством подводящего рукава для работающего по методу Руршталь-Гереус дегазирующего резервуара для металлургических расплавов, отличающегося тем,

что с распределением по аксиальной длине подводящего рукава предусмотрены трубчатые продуватели, через которые инертный газ может вводиться в подводящий рукав и

что против течения в этих трубчатых продувателях предусмотрены, соответственно, выполненные в форме канавок проводящие элементы, которые входят в расплав.

Основная идея изобретения состоит, таким образом, в реализации пассивного проведения потока в подводящем рукаве устройства, работающего по методу Руршталь-Гереус.

Благодаря использованию предлагаемого изобретения в подающем рукаве устройства, работающего по методу Руршталь-Гереус, поднимающийся расплав и эмульгированные пузырьки инертного газа гомогенизируются за счет пассивного проведения потока.

Пассивное воздействие потока отличается от активного воздействия потока (к примеру, накачивания газом) посредством того, что первичная среда подвергается исключительно воздействию формообразующих мероприятий.

Этой цели добиваются посредством специального формообразования огнеупорной кладки в аксиальном направлении подводящего рукава. Кладка в направлении с подводящей стороны - то есть снизу вверх - осуществляется посредством нескольких, закрученных на определенный угол и входящих в расплав, выполненных в форме канавок, проводящих элементов. Эти проводящие элементы восходят до подводящего рукава и индуцируют завихрение в поднимающейся многофазовой смеси из расплава и пузырьков газа.

Вследствие этого пузырьки газа отводятся от огнеупорной кладки в направлении оси подводящего рукава. Происходит выравнивание характерного профиля потока. Этот процесс связан с интенсивным перемешиванием в подводящем рукаве.

Между местами подачи инертного газа (трубчатыми продувателями) устанавливаются закрученные проводящие элементы из огнеупорного материала. Количество проводящих элементов ориентировано на количество трубчатых продувателей.

Проводящие элементы с толщиной D, глубиной Т и радиусом R снизу вверх, то есть в направлении продольной оси рукава, закручены на угол α. В предпочтительном варианте порядок величин для такого угла составляет от 20 до 45°.

В результате поднимающиеся между проводящими элементами пузырьки газа принуждаются к движению спиралеобразной формы, которое приводит, в целом, к выравниванию радиального профиля потока.

Вследствие индуцированного вихреобразования пузырьки газа поднимаются теперь не только вблизи стенок, но и в значительной степени в центре подводящего рукава.

Вследствие этого уменьшается известное до настоящего времени возвышение расплава над подводящим рукавом в резервуаре, работающем по методу Руршталь-Гереус. Сэкономленная вследствие этого потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. Вследствие этого может быть сокращено время обработки расплава или уменьшена продолжительность рабочего цикла. Кроме того, может быть уменьшена конструктивная высота резервуара, работающего по методу Руршталь-Гереус.

Преимущество изобретения состоит, таким образом, в том, что время обработки расплава или продолжительность рабочего цикла в устройстве, работающем по методу Руршталь-Гереус, вследствие улучшенной гомогенизации многофазовой смеси из расплава и пузырьков газа могут быть сокращены. Могли бы использоваться большие объемы газа, вследствие чего могла бы быть улучшена кинетика металлургического процесса. Следовательно, увеличилась бы производительность устройства, работающего по методу Руршталь-Гереус.

Изобретение должно быть пояснено далее на основании чертежей, на которых представлено:

фиг.1 - в перспективном изображении снабженный проводящими элементами участок подводящего рукава,

фиг.2 - соответствующее поперечное сечение.

Можно видеть, что проводящие элементы с толщиной D, глубиной Т и радиусом R в направлении продольной оси рукава закручены, и притом на угол α.

1. Подводящий рукав дегазирующего резервуара для вакуумирования металлургического расплава по RH-методу, содержащий распределенные по аксиальной длине подводящего рукава места подачи с трубчатыми продувателями для ввода инерного газа в подводящий рукав, отличающийся тем, что между местами подачи инертного газа предусмотрены отдельные участки с выполненными в форме канавок, проходящими снизу вверх в направлении продольной оси подводящего рукава и закрученными относительно продольной оси на угол α проводящими элементами, которые входят в металлический расплав, при этом угол α составляет от 20° до 45°.

2. Подводящий рукав по п.1, отличающийся тем, что проводящие элементы выполнены из огнеупорного материала.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству. .

Способ дегазации металла в ковше // 2446216

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к внепечной обработке металла в ковше. .

Способ циркуляционного вакуумирования стали // 2441924

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при внепечном рафинировании стали путем циркуляционного вакуумирования. .

Способ производства низкоуглеродистой стали // 2437942

Изобретение относится к металлургии, конкретно к способу получения низкоуглеродистых сталей. .

Подъемный механизм для сталеразливочных ковшей при обработке стали на установках rh // 2431595

Изобретение относится к подъемному механизму для подъема заполненного жидкой сталью ковша со сталевоза к погружным трубам сосуда для вакуумной обработки на установке RH.

Способ вакуумирования стали // 2430974

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при внепечном рафинировании стали. .

Агрегат для удаления мышьяка из железоуглеродистого расплава под вакуумом // 2428486

Изобретение относится к области металлургии, а именно к внепечной обработке жидкого металла. .

Способ снижения прочностных характеристик металла стальной длинномерной заготовки и устройство для его осуществления // 2412773

Изобретение относится к производству длинномерных цилиндрических изделий, в частности к производству калиброванной стали и проволоки. .

Способ дегазации расплавленного металла // 2401870

Изобретение относится к металлургии. .

Способ вакуумирования стали в ковше // 2377097

Способ ремонта футеровки патрубка вакууматора // 2469101

Изобретение относится к металлургии, в частности к ремонту внутренней футеровки патрубка вакууматора

Устройство для дегазации стального расплава, снабженное усовершенствованным выпускным рукавом // 2473704

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для дегазации стального расплава

Способ производства низкоуглеродистой стали // 2495139

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства низкоуглеродистой стали. В способе во время выпуска стали в сталеразливочный ковш производят предварительное раскисление и легирование марганецсодержащими ферросплавами, внепечную обработку металла проводят на установке циркуляционного вакуумирования стали, причем устанавливают разрежение в вакуумкамере не более 10 мбар и расход аргона для перемешивания от 0,8 до 1,1 л/(т*мин), после чего производят окончательное раскисление и легирование металла в вакуумкамере алюминиевой дробью в количестве 1,5…2,5 кг/т из расчета получения требуемого содержания алюминия в металле, при этом общую продолжительность вакуумирования устанавливают от 10 до 15 мин. Изобретение позволяет максимально удалить неметаллические включения, снизить расход алюминия и стабилизировать процесс разливки металла за счет улучшения качества разливаемой стали.

Способ производства стали // 2499838

Изобретение относится к области металлургии и может найти применение при выплавке и внепечной обработке конструкционных сталей различных марок. Способ включает выплавку в дуговой печи полупродукта, выпуск расплава в ковш, присадку твердо-шлаковой смеси и легирующих, обработку расплава основным шлаком, усреднительную продувку аргоном, контроль окисленности расплава, раскисление алюминием, вакуум-шлаковую обработку и разливку в вакууме, причем выпуск расплава в ковш ведут без отсечения шлака, а обработку расплава в ковше ведут шлаком с основностью (СаО+Аl2O3)SiO2 равной 4,5…16, при этом вакуум-шлаковую обработку проводят дважды при условии, что первую вакуум-шлаковую обработку начинают при активности кислорода в расплаве 0,01…0,05 мас.% и суммарном содержании в шлаке оксидов железа и марганца в диапазоне 15…25 мас.%, а вторую вакуум-шлаковую обработку - при активности кислорода в расплаве не более 0,01 мас.% и суммарном содержании в шлаке оксидов железа и марганца не более 5 мас.%, а перед второй вакуум-шлаковой обработкой проводят дополнительную присадку шлакообразующих и легирующих. Изобретение позволяет создать экономичную технологию производства стали, обеспечивающую содержание в стали водорода не более 0,00025 мас.% и серы не более 0,0050 мас.%, а также повысить вязкость и пластичность стали. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Способ производства стали // 2499839

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству сталей с низким содержанием углерода, преимущественно для нужд энергетики и создания оборудования, работающего в условиях сверхкритических параметров пара. Способ включает выплавку стали в сталеплавильном агрегате, выпуск расплава в ковш, контроль химического состава расплава, легирование, раскисление, вакуумирование и разливку, причем легирование и раскисление расплава дополнительно ведут редкоземельными металлами и/или их лигатурами, при этом легирование азотом проводят перед завершением раскисления введением в ковш твердых азотсодержащих материалов и/или продувкой газообразным азотом, а суммарное количество раскислителей, вводимое в расплав для достижения заданного содержания кислорода в стали, определяют по формуле: ΣR=1,2÷3,0(ао-[%Огот], где ΣR - суммарное содержание раскислителей, мас.%, aо - активность кислорода в расплаве, мас.%, [%Oгот] - заданное содержание кислорода в стали, мас.%. Изобретение позволяет повысить качество выплавляемой стали, уменьшить содержане неметаллических включений, а также повысить механические и эксплуатационные свойства стали. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Вакуум-камера // 2499840

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, конкретно - к оборудованию для внепечного вакуумирования жидкой стали. Вакуум-камера содержит три погружных патрубка. Патрубки выполнены с наклоном относительно вертикальной оси вакуум-камеры и расположены со смещением относительно этой оси на расстояние 1-1,5d, где d - внутренний диаметр патрубка. Каждый патрубок снабжен футерованной огнеупорным материалом вставкой, расположенной между днищем вакуум-камеры и верхней поверхностью патрубка, и соплами для подачи транспортирующего газа, расположенными с нижней стороны, противоположно вставке. Использование изобретения обеспечивает расширение функциональных возможностей вакуум-камеры за счет интенсификации перемешивания металла в ковше. 4 ил.

Система холодильной плиты и способ установки холодильных плит в металлургической печи // 2501864

Изобретение относится к области металлургии, в частности к облицовке стенки металлургической печи, выполненной в виде системы. Система содержит первую холодильную плиту и соседнюю вторую холодильную плиту. Каждая холодильная плита имеет лицевую сторону, обращенную к внутреннему пространству печи, противоположную заднюю сторону, обращенную к стенке печи, и четыре торцевые стороны. Между двумя соседними холодильными плитами расположен заполняющий зазор вкладыш. Вкладыш содержит металлическую переднюю пластину с обращенной к внутреннему пространству печи передней стороной и фиксирующее средство для установки передней пластины между двумя соседними холодильными плитами таким образом, что передняя пластина простирается между торцевыми сторонами обеих холодильных плит, а передняя сторона передней пластины установлена заподлицо с лицевыми сторонами обеих холодильных плит. Использование изобретения обеспечивает защиту холодильных плит от неравномерной эрозии. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил.

Патрубок погружной для вакууматора // 2557046

Изобретение относится к металлургическому оборудованию и может быть использовано на металлургических предприятиях при внепечном вакуумировании стали. Патрубок погружной состоит из металлической конструкции, футерованной огнеупорными кольцами и облицованной огнеупорным бетоном. Нижнее огнеупорное кольцо выполнено г-образной формы, а патрубок снабжен опорным металлическим кольцом, закрепленным под упомянутым нижним огнеупорным кольцом, а между внутренней поверхностью металлической конструкции и наружной поверхностью огнеупорных колец, включая упомянутое нижнее огнеупорное кольцо, размещен компенсирующий температурное расширение буферный слой. Изобретение позволяет значительно повысить огнеупорную стойкость всей конструкции и увеличить долговечность разработанного погружного патрубка. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ металлотермического получения металлов и сплавов с вакуумированием их в жидком состоянии и устройство для его осуществления // 2557856

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечном производстве металлов и сплавов в оксидных металлотермических процессах, протекающих за счет выделения тепла в химических реакциях восстановления металлов из оксидов или концентратов. В способе экзотермическую шихту загружают на газопроницаемую уплотненную огнеупорную засыпку на днище копильника и в тонкостенный цилиндр, который предварительно устанавливают в шахте плавильного горна коаксиально его перфорированным стенкам. Пространство между тонкостенным цилиндром, стенками копильника и шахты горна засыпают зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, затем тонкостенный цилиндр, разделяющий металлотермическую шихту и зернистый огнеупорный материал, удаляют, шихту засыпают сверху также зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, инициируют начало экзотермической реакции, во время которой происходит дренажный отвод газов через газопроницаемый огнеупорный материал и перфорированные стенки горна. Плавильный горн снабжен вакууматором и разделяющей газопроницаемый огнеупорный материал шахты горна и копильника газонепроницаемой огнеупорной прокладкой, внутренний диаметр которой равен диаметру упомянутого тонкостенного цилиндра, а внешний диаметр равен диаметру опорного фланца шахты горна, при этом стенки копильника выполнены с отверстиями, а на его внутренней поверхности закреплена металлическая сетка, при этом копильник сопряжен с вакууматором и герметично соединен с корпусом шахты горна по периметру через упомянутую газонепроницаемую прокладку для обеспечения условий вакуумирования металла непосредственно в объеме копильника. Изобретение позволяет повысить плотность структуры металла и снизить в нем концентрации остаточных газов путем вакуумирования металла на заключительном этапе плавки. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Дегазация мартенситной нержавеющей стали перед переплавом под слоем шлака // 2563405

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве нержавеющей мартенситной стали. Перед этапом электрошлакового переплава слиток подвергают дегазации в вакууме в состоянии жидкого металла в течение времени, достаточного для получения содержания водорода в упомянутом слитке после упомянутого этапа электрошлакового переплава менее чем 3 ppm. Изобретение позволяет уменьшить разброс усталостного поведения нержавеющих мартенситных сталей и улучшить их среднее усталостное состояние. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.