Способ определения скорости раскисления стали

 

С.И.Дьяков, . Э.В.Верховиев, В.М.Дибии, P.À,Вириииове и Э.Х.Абдулхеков

V (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (S4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ

Изобретение относится к металлур гни и может быть использовано в про цессе внепечного вакуумирования жидких расплавов, в частности жидких сталей и сплавов.

Известны способы определения скорости раскисления жидкой стали пои внепечном вакуумировании по газовыделению, предусматривающие регистрацию состава и количества откачиваемых газов Pl).

Однако используемые при этом устройства не приспособлены для работы при низких остаточных давлениях, поэтому их устанавливают на выхлопе вакуумного насоса или же на вакуумпроводе, но отбираемую пробу газа предварительно сжимают специальным насосом. Все это усложняет определение скорости раскисления стали, резко снижает экспрессность и точность анализа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к,предлагаемому является способ опре деления скорости раскисления жидкой стали по газовыделению под вакуумом с регистрацией содержания СО, СОВ, 02 и индикаторного газа на массспектрометрических газоанализаторах, По известному расходу индикаторного газа.и содержанию компонентов в откачиваемых газах рассчитывают интенсивность выделения окиси и двуокиси

lO углерода, а по ним — скорость раскисления стали при вакуумировании (2) .

Недостатком такого способа является сложность эксппуатации массспектрометрических газоанализаторов

1$ в заводских условиях, в том числе трудности с обеспечением стабильности напуска газового потока в анализами тор, изменением температуры и запы20 ленности исследуемых пазов по ходу вакуумирования, запаздыванием показаний газоанализатора из=за сопротивления подводящей линии и вспомогательных устройств.

8767

Цель изобретения — ускорение и упрощение процесса определения скорости раскисления жидкой стали прн внепечном вакуумировании.

Указанная, цель достигается тем, что в известном способе определения скорости раскисления стали при вне" печном вакуумироваиии по газовыделению скорость раскисления стали,определяют путем сравнения нулевой и ди- 1а намическай характеристик откачки, причем нулевую характеристику определяют за 5-20 мин перед вакуумиро: ванием, а динамическую характеристику определяют по текущему значению остаточного давления.

Способ основан на закономерностях работы вакуумных пароэжекторных насосоа в комплексе с установками внепечного вакуумирования стали. В этом случае процесс откачки протекает в нестационарных условиях и для оценки

его непригодны обычные паспортные характеристики насосов, снимаемые на предельных режимах и.не учитывай- 25 шие влияние системы установки. Исследования показывают, что количествен- ное описание нестационарного процесса откачки достигается при совместном

I использовании весовых характеристик. двух типов. Все они снимаются при

:работе насоса вместе с установкой, причем калибровочная газовая нагрузка подается через мерные сопла непосредственно в вакуумную камеру. Первый тип характеристик составляют динамические характеристики "время-остаточное давление. — постоянная газовая нагрузка", зависящие от конструкции установки и устанавливаемые . заранее при достаточном числе экспериментов. 40

Нанося на эти характеристики текущее значение остаточного давления, определяют мгновенную газовую нагрузку, или другимн словами, скорость откачки газов в данный момент времени. 45

Второй тип .характеристик составляют нулевые характеристики "нулевая на-.. грузка"- остаточное давление", кото.— рые применяют.ся с целью внесения поправок иа откачку воздуха (заполняв- 50

mего систему перед вакуумированием и поступающего через неплотности по ходу вакуумирования), колебания давления и влагосодержания питающего насос пара, а также на степень прогре-и ва системы установки и самого насоса. Поэтому она снимается эа 5.-20 мин перед вакуумированием каждой плавки

31

4 стали. Минимальный предел этого ин" тервала связан с необходимостью раз-. герметизации системы для установки в нее емкости с металлом. При интервале более 20 мин резко падает точность определений из-за конденсации влаги в системе установки и насосе. Сравнение динамической и нулевой характеристик позволяет определять скорость раскисления стали углеродом при вакуумировании.

Окись углерода составляет по массе большую, часть выделяющихся, из стали газов. Так, нри вакуумировании раскисленного металла выделяющиеся газы содержат обычно Х, по объему:

СО 50, Н 40,и и g 10 а по массе, СО 76, Н 8,7 и и 15,3. При вакуумировании йолураскисленного и нераскисленного металла доля окиси углерода еще выше. В связи с этим целесообразно скорость раскисления оценивать условно в тех же единицах, что и газовую нагрузку на вакуумный насос (кг сухого воздуха/ч1. При необходимости ее можно пересчитать на изменение содержания кислорода в стали по формуле

1с„- к . к <Е

° К ° 4ОО ,аас. raS. «> Р„„1Е ° 60 где ЧрС1,- скорость раскисления,7

О/мин;

К„- коэффициент отсоса, характеризующий средний молекулярный вес выделяющихся газов;

К - коэффициент отсоса, харак". теризующий темпер атуру выцеляющнхся газов на входе в вакуумпровод;

К - коэффициент, учитывающий долю СО в выделяющихся газах1

16 и 28 — соответственно вес кислорода и окиси углерода;

Р „- масса плавки, кг.

Пример . На установке ковшевого вакуумирования обрабатывают нераскисленную Ст.марки ШХ 15. Масса плавки составляет 25,1 т. Величина коэффициента К прн среднем мол.вес. смеси 24,1 равна 0,92, величина коэффициента К при температуре газов на входе в вакуумпровод 950 С равна

0,61, величина коэффициента К принята по опыту равной 0,8; Нулевая характеристика снята за 10 мин до начала вакуумирования:при4 „ =0,предель87673 1 ный вакуум составляет 0,51 мм рт.ст. соответственно условная поправка по отношению к паспортным данным равняется 53 кг сухого воздуха/ч.

Результаты определения скорости раскисления стали по ходу вакуумирования сведены в таблицу (К 1:,7 10 ).

Применение предлагаемого способа позволяет ускорить и упростить процесс определения скорости раскисле- 10

Пар аметры

Величина параметров иа П-ной минуте вакуумирования

Момент определениями мин

Остаточное давлением мм рт.ст.

100 18 13 10 064 052 051

Мгновенная газовая нагрузка, кг/ч

173

53

l 33 1 27 1 12 73

Фоновая нагрузка, кг/ч

53 53

53 53 53

Скорость раскисле- кг/ч 120 80 74 59 . 20 1 . 0 ния стали, X0/ìèí 0,002 0,0014 0,003 0,009. 0,0003 .1,710 О

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Морозов А.Н. и др. Внепечное вакуумирование стали. И., "Металлургия", 1975, с, 169-170.

2. Известия АН СССР "Металлы", 1971

Ó 5, с.22-27.

4%-.

Составитель А.Цербаков

Редактор Н.Безродная Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.Назарова

Заказ 95 17/33 Тираж 621 Подписное

ВННИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ определения скорости раскисления стали, например, при внепечном вакуумировании по газовыделению, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения процесса, скорость раскисления стали определяют путем сравнения нулевой и динамической характеристик откачки, причем нулевую характерис6 ния стали при внепечном вакуумирова= нии, осуществить непрерывный контроль ее по ходу обработки. В результате снижаются затраты и время íà paspw ботку технологических процессов, а также на осуществление постоянного коитроля их, повышается технический уровень иовых процессов, Экономический эффект составляет 40 тыс.руб. в гад. тику определяют за 5-20 мин перед вакуумнрованием, а динамическуюпо текущему значению остаточного давления.