Устройство для внепечной обработки металла в ковше

Авторы патента:

C21C7/00 - Обработка расплавленных ферросплавов, например стали, не отнесенная к группам C21C 1/00-C21C 5/00 (обработка расплавленных металлов во время формования B22D 1/00,B22D 27/00; переплавка черных металлов C22B)

Владельцы патента RU 2786734:

Акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (АО АХК "ВНИИМЕТМАШ") (RU)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке жидкой стали в сталеразливочном ковше. Устройство содержит сталеразливочный ковш, по крайней мере, один комбинированный подовый электрод с отверстиями для вдувания инертного газа, токоподвод, совмещенный с трактом подвода инертного газа, и токоведущий распределительный коллектор с отверстием для подвода инертного газа. В верхней части коллектора установлен предохранительный клапан, выполненный в виде пробки из огнеупорного материала, а снаружи коллектора выполнена водоохлаждаемая полость со спиральной вставкой. Изобретение позволяет повысить надежность и безопасность эксплуатации ковша с донной продувкой металла. 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, а конкретно к обработке жидкой стали в сталеразливочном ковше.

Известен агрегат ковш-печь, содержащий футерованный ковш, верхний электрод и подовый электрод, установленный в нижней части ковша. Под действием тока, протекающего через расплав, происходит кондукционное перемешивание ванны, способствующее получению однородного металла. /Окороков Г.Н., Донец А.И., Шалимов Ал.Г. и др. Нагрев стали разрядом постоянного тока на установках внепечной обработки // «Сталь», №5, 1994 г., С. 36-40/. Однако в связи с недостаточной интенсивностью перемешивания продолжительность обработки увеличивается, а требуемая однородность металла достигается не всегда и не в полной мере.

Известно также устройство для внепечной обработки металла, содержащее футерованный ковш, верхний и подовый электроды, а также фурму для вдувания в расплав инертного газа, встроенную в нижней части боковой стенки ковша /Протасов А.В., Бершицкий И.М. Разработка и исследования агрегатов внепечной обработки стали с электрическим нагревом металла дугой постоянного тока // Электрометаллургия. №1, 2012, С. 2-7, рис. 3/.

Подача инертного газа в дополнение к электродуговому нагреву расширяет технологические возможности внепечной обработки за счет интенсификации перемешивания и дополнительного эффекта рафинирования металла пузырьками инертного газа.

Однако технологические возможности устройства ограничены ввиду неравномерного распределения инертного газа по объему ванны.

Кроме того, надежность и долговечность устройства недостаточны ввиду перегрева подовых электродов и ослабления прочности ковша вследствие наличия дополнительных отверстий. Низкая стойкость электродов вызвана тем, что ток силой десятки килоампер поступает на подовые электроды, выполненные из стали с ограниченной электро- и теплопроводностью. При этом их охлаждение осуществляется лишь с наружного узкого торца. В результате сталь, образующая токоведущие части электродов, расплавляется, а керамическая изоляция разрушается.

Из известных наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является устройство для внепечной обработки жидкой стали в агрегате ковш-печь, содержащее комбинированные подовые электроды, совмещенные с фурмой для вдувания инертного газа /Бершицкий И.М., Протасов А.В., Сивак Б.А., Фроловичев А.В., Якиманский A.M. Способ и устройство для внепечной обработки стали в ковше // Патент №2614862, РФ, опубл. 29.03.2017/. Однако данное устройство характеризуется ограниченной надежностью вследствие опасности вытекания металла из ковша в случае разрушения комбинированного подового электрода, а также из-за недостаточной эффективности охлаждения токоведущих частей продуваемым инертным газом, обладающим низкой теплоемкостью.

Технический результат предлагаемого технического решения заключается в повышении надежности и безопасности эксплуатации.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что в устройстве внепечной обработки жидкой стали в ковше с нагревом дутой постоянного тока, содержащем сталеразливочный ковш, по крайней мере, один комбинированный подовый электрод с отверстиями для вдувания инертного газа, токоподвод, совмещенный с трактом подвода инертного газа, а также токоведущий распределительный коллектор с отверстием для подвода инертного газа, предусмотрен предохранительный клапан, выполненный в виде конической пробки из огнеупорного материала, установленной над коническим углублением в верхней части коллектора посредством перфорированной вставки из легкоплавкого материала, а снаружи коллектора выполнена водоохлаждаемая полость со спиральной вставкой.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется примером конкретного выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, где

- фиг. 1 - общий вид устройства,

- фиг. 2 - подовый электрод (выносной элемент I по фиг. 1),

- фиг. 3 - вид А по фиг. 2,

- фиг. 4 - разрез Б-Б по фиг. 2,

- фиг. 5 - разрез В-В по фиг. 2.

Устройство для внепечной обработки металла в ковше содержит сталеразливочный ковш 1 с кожухом 2, футерованным огнеупорным материалом 3, а также верхний подвижный электрод 4. В днище 5 ковша 1 установлены подовые электроды 6, соединенные с трактами 7 подвода электроэнергии и воды, а также трактами 8 - подвода инертного газа.

Каждый электрод 6 выполнен из токоведущих пластин 9 между которыми выполнены отверстия 10 и снабжен токоведущим коллектором 11 с отверстием 12, в верхней части которого выполнено коническое углубление 13, над которым установлен предохранительный клапан 14, выполненный в виде конической пробки 15 из огнеупорного материала и перфорированной вставки 16 из легкоплавкого материала. Снаружи коллектора выполнена водоохлаждаемая полость 17, в которой размещены подводящая трубка 18 и спиралевидная вставка 19. В нижней части полости 17 выполнены отверстия 20, 21, соответственно, для подвода и отвода охлаждающей воды.

Устройство работает следующим образом. В процессе обработки стали осуществляется нагрев металла электрической дугой постоянного тока и продувка инертным газом через один или два комбинированные подовые электроды 6 с отверстиями для продувки. При этом, коллектор для подвода электроэнергии и инертного газа к подовому электроду снаружи охлаждается водой. Благодаря спиралевидной вставке организуется интенсивный поток охлаждающей воды и исключается образование застойных (слабо охлаждаемых) участков. В случае разрушения подового электрода жидкая сталь расплавляет легкоплавкую вставку 16, и огнеупорная пробка 15 предохранительного клапана 14 перекрывает коническое углубление 13 в коллекторе 11, предотвращая вытекание жидкого металла. Таким образом, по сравнению с ближайшими аналогами предлагаемое устройство обладает повышенной надежностью, долговечностью и безопасностью.

Устройство внепечной обработки металла в ковше, содержащее сталеразливочный ковш, по крайней мере, один комбинированный подовый электрод с отверстиями для вдувания инертного газа, токоподвод, совмещенный с трактом подвода инертного газа, а также токоведущий распределительный коллектор с отверстием для подвода инертного газа, отличающееся тем, что устройство снабжено предохранительным клапаном, выполненным в виде конической пробки из огнеупорного материала и перфорированной вставки из легкоплавкого материала, установленным над коническим углублением, выполненным в верхней части коллектора, а снаружи коллектора расположена водоохлаждаемая полость со спиральной вставкой.

Похожие патенты:

Способ модифицирования стали // 2781935

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейному производству крупногабаритных отливок из стали. Способ включает естественное конвекционное перемешивание модификатора на основе нитрида ванадия и расплава.

Модификатор для железоуглеродистых расплавов и способ его изготовления // 2779272

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам смесей и сплавов, применяемых для модифицирования и микролегирования железоуглеродистых расплавов. Модификатор содержит по крайней мере один сплав на кремнистой или железной основе, модифицированный ультрадисперсными частицами соединений переходного металла IV-V группы Периодической системы (Ме) и азота (N) нестехиометрического состава в количестве, обеспечивающем массовое соотношение переходного металла (Ме) к азоту (N) равным 5,0-35,0.

Способ удаления примесей из расплава ферросилиция // 2776577

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в производстве высокопроцентных марок ферросилиция. Ферросилиций получают в рудно-термических печах восстановлением кварцита с помощью углеродистых восстановителей в присутствии стальной стружки непрерывным процессом с периодическим выпуском сплава из печи.

Модификатор для железоуглеродистых расплавов и способ его изготовления // 2776573

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам смесей и сплавов, применяемых для модифицирования и микролегирования железоуглеродистых расплавов. Модификатор содержит порошок сплава, содержащий, по крайней мере, один переходный металл IV-V группы периодической системы (Me) и порошок азотирующего агента в количестве, обеспечивающем массовое соотношение переходного металла (Ме) к азоту (N), равное 5,0–35,0, а также флюсообразующую смесь.

Способ внепечной обработки стали в ковше // 2774680

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к внепечной обработке жидкой стали в ковше. Осуществляют нагрев металла дугой переменного тока, обработку металла инертным газом, подаваемым в днище ковша, и продувку металла через осевое отверстие в графитовом электроде.

Стойкая к кислотам и коррозии сталь для трубопровода со стенкой большой толщины и способ ее получения // 2765963

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стойкой к кислотам и коррозии стали для изготовления толстостенного трубопровода. Сталь содержит следующие компоненты в мас.%: С: 0,01-0,02, Si: 0,10-0,35, Mn: 0,9-1,40, P≤0,012, S≤0,0010, Nb: 0,020-0,070, Ti: 0,006-0,020, Ni≤0,30, Mo: 0,10-0,30, Cr: 0,10-0,30, Cu: 0,10-0,30, Al: 0,015-0,050, Ca: 0,0005-0,0040, при этом остатком является Fe и примеси.

Способ производства кислотоустойчивой трубопроводной стали высокой чистоты // 2765475

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве кислотоустойчивой трубопроводной стали высокой чистоты. Предварительно нагревают расплавленное железо, удерживают кислород в конвертере в состоянии высокого содержания углерода и низкого содержания кислорода, выполняют обезуглероживание в циркуляционном вакууматоре, сплавление в циркуляционном вакууматоре и вакуумную дегазацию, предотвращают повышение содержания углерода и осуществляют процесс быстрой десульфуризации и шлакования расплавленного железа в рафинировочной ковшовой печи.

Способ плавки сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки 13cr // 2764914

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству сверхнизкоуглеродистой нержавеющей стали марки 13Cr, содержащей, мас.%: С≤0,03 и Cr 12,5-13,5. Способ включают очистку расплавленной стали путем переведения примесей в шлак с последующим вакуум-кислородным обезуглероживанием, проведение вакуумного обезуглероживания, проведение вакуумного шлакоудаления и деоксигенации, при которых основность шлака составляет 5-10, а массовое отношение СаО к Al2O3 в шлаке составляет 1,6-2,4, проведение девакуумирования, при котором подают алюминиевую проволоку, проведение вакуумной обработки и вторичного девакуумирования.

Проволока для внепечной обработки стали и способ её получения // 2761574

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к внепечной обработке расплавов чугуна или стали проволокой с наполнителями из активных реагентов. Проволока состоит из наполнителя и стальной оболочки толщиной более 0,8 мм.

Способ производства особонизкоуглеродистой холоднокатаной электротехнической изотропной стали с высоким комплексом магнитных и механических свойств // 2758511

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к производству особонизкоуглеродистой холоднокатаной электротехнической изотропной стали, используемой для изготовления высокочастотных двигателей для электромобилей и электротехнических устройств с высокой энергоэффективностью. Способ включает выплавку стали, комбинированную продувку расплава стали в конвертере, обезуглероживание расплава стали в вакууме, легирование расплава стали рафинированным от углерода ферросилицием, непрерывную разливку расплава стали в слябы, горячую прокатку слябов, нормализационный отжиг, травление, холодную прокатку и окончательный отжиг с нанесением электроизоляционного покрытия.

Способ производства коррозионностойкой титансодержащей стали // 2786736

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству непрерывнолитых заготовок из коррозионностойких сталей, легированных титаном. Осуществляют выплавку в сталеплавильном агрегате, внепечную обработку, легирование титаном, вакуумирование, непрерывную разливку стали на МНЛЗ. Титан вводят в жидкую сталь перед операцией вакуумирования при массе шлака в ковше в пределах 1-7 кг/т стали из расчета получения содержания титана в пределах (5-8)*С, где С - фактическое содержание углерода, вакуумирование проводят при остаточном давлении менее 5 мбар в течение 15-30 мин, в процессе разливки осуществляют электромагнитное перемешивание металла в кристаллизаторе. Изобретение улучшает разливаемость стали за счет уменьшения содержания в стали тугоплавких неметаллических включений на основе карбонитридов и оксикарбидов титана. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.