Способ подачи порошкообразных материалов в жидкий металл

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Раслублни

<и 925815 (б! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 04.01.80 (2l } 2866514/22 02 с нрисоедииеиием заявки РЙ (23 } Приоритет (53)М. Кл.

Р 656 53/50

С 21 С 7/00

Рвудврстваяяь и кенятет

СССР в делен язаеретеяяя я втхрнтяй

Опубликовано 07.05.82. Бюллетень № 17 (53) УДК669.184, . 144.6 (088.8}

Дата опубликования описания 07.05.82

«

В. H. Новиков, А. М. Поживанов, В. В. Рябовх-,Г. П. «Трухман", Н. Д. Карпов, Г. H. Ролдугин и Ф. g Федосенко ;ь (72) Авторы изобретения

Новолипецкий ордена Ленина металлурги завод и Ценчрвртьный ордена Трудового. Красного Знамени нау следовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина " (7() Заявители (54} СПОСОБ ПОДАЧИ ПОРОШКООБРАЗНЫХ

МАТЕРИАЛОВ В ЖИДКИЙ МЕТАЛЛ

Изобретение очносится к черной металлургии, конкречнее к подаче пневмотранспортом порошкообразных реагентов в жидкий металл.

Известен способ подачи порошкообраэных материалов в жидкий металл., при. осуществлении которого порошок иэ пяев. монасоса подается в металл в струе газа. При осуществлении этого способа подают газ на транспорт, затем подают гаэ

16 на аэрапию порошкообразного материала и пневмотранспортом подают порошкооб-. разный материал в металл. $1) .

Однако известный способ не пригоден для подачи порошкообраэных материалов tS в жидкий металл при наличии ферроста- тического давления и огранпченном количестве транспортирующего еаза, который одновременно является техническим газЬм.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту являеься способ подачи порошкообразных мате риалов в жидкий металл, включающий подачу из пневмонасоса порошкообразных материалов в струе газа, подачу газа на аэрацию. и пневмотранспорт порош-, кообразных материалов. Расход газа на аэрапию составляет 50% от общего расхода газа 12 .

Недостатки известного способа: недостаточно стабильная подача порошкообразных материалов, сравнительно невысокая производительность впневмонасоса.

Белью изобретения является увеличение производительности пневмонасоса, повышение стабильности подачи порошкообразных материалов в жидкий металл и улучшение качества металла.

Поставленная пель достигается тем, что в способе подачи порошкообраэных мачериалов в жидкий металл, включающем подачу из пневмонасоса пооошкообразных материалов в струе газа, подачу газа на аэрапню и пневмотранспорт порошкообразных материалов, газ на аэрацию и пневмочранспорт подают в течение 0,12 мин, затем подачу газа на пневмотранспорт прекращают, а эв 0,2-3 мин

3 92581 до конца подачи ма ; риалов вновь начинают подачу газа ка пневмотранспорт.

В пневмонасос, выше слоя материала, подают газ в количестве 5-30% от расхода газа на аэрацию„ 5

При отработке способа подачи порошкообразных материалов в жидкий металл в условиях промышленного эксперимента установлено, что возможна стабильная подача порошкообразных реагентов в {о

{жидкий металл с увеличением производительности пневмонасоса без увеличения общего расхода газа.

При осуществлении различных технологических операций с продувкой металла с порошкообразными реагентами часто бывают такие ситуации, когда расход газа на подачу порошка пневмотранспортом строго ограничен, например, при введении в металл порошка сипикокапьция в струе аргона, если расход аргона не ограничить, то происходят выбромы жид-. кого металла из ковша, что недопустимо по условиям техники безопасности.

Опытным путем установлено, что существует оптимальный диапазон времени„ когда следует подавать одновременно газ на пневмотранспорт и аэрацию порошкообразного материала. Это обеспечивает стабильпое начало продувки металла порошком. Минимальная продолжи тельность одновременной подачи газа (0,1 мин) определчется оптимальной продолжительностью переходного режима при погружении фурмы в металл, через которую в него вводят порошок. При меньшем времени не успевает установиться стабильный режим. Максимальная продолжительность (2 мин определяется временем, необходимым для стабилизации гидродинамичес=

4а ких потоков металла в ковше. Дальн йшее увеличение нецелесообразно, так как общее время обработки металла порошкообразными реагентами ограничено и будет нарушен график работы конвертор-УНРС, Определено, что если после определенного промежутка времени от начала подачп порошкообразных материалов в жидкий металл подачу газа на транспорт прекратить и газ подавать только на аэрацию, то производительность пневмонасоса возрастает в 1,5-3 раза при одной и той же конфигурации линии пневмотранспорта и неизменном пропускном сечении трубопроводов. Затем в конце подачи порошка следует вновь включить подачу газа на транспорт, что обеспечивает надежное окончание подачи порошка и поз5 4 вопяет обработать следующий ковш с металлом без какой-либо специальной подготовки оборудования и особенно фурмы, через которую порошок вводится в металл. Все это позволяет снизить эксплуатационные затраты на продувку стали порошком.

Установлено наличие оптимального . диапазона Ьремени в конце подачи порош ка в металл, в течение которого целесообразна совместная nonaча гаэа на аэрацию и пневмотранспорт. Минимальное время (0,2 мин) определяется продолжительностью переходного режима при подьеме фурмы из-за изменения ферростатического давления, если время будет меньше, возможно забивание фурмы. Максимальное время (3 мин) определяется технологическими факторами. При определенных условиях в конце продувки целесообразно вводить порошок в небопьInGIvf количестве, B,ïåðåìåøèâaòü метапл интенсивно. Это способствует повышению качества металла, например, эа счет снижения кочичества неметаплических включений. Дальнейшее увеличение продопкитепьности совместной подачи газа нецелесообразно из-за ограниченного времен{-; обработки металла порошком и из- а затухающего воздействия такой продувки.

Определено, что оптимальным явля"ò."à=ÿ расход газа на аэрацию, равный

8-75% от общего расхода газа.

Установлено также, что дпя повышения стабильности подачи порошка в металл, особенно дпя случаев значительного зат пубпения фурми в металл, например, на

3 м и более, целесообразно во время подачи порошка в металл в пневмонасос выше слоя материала подавать гаэ в количестве 5-30% от расхода газа на аэрацию.

Нижний предел (5%) обеспечивае1 стабильность при малых производительностях пневмонасоса, а уменьшение приводит к снижению стабильности подачи. Верхний предел (30%) обеспечивает стабильность подачи при высоких производительностях пневмонасоса. Повышенный расход газа целесообразен также при подаче порошкообразных материалов со значитель- ным количеством мелких фракций. Дальнейшее увеличение расхода газа нецелесообразно, так как это приводит к ухудшению работы пневмонасоса.

Ниже приведены варианты конкретного осуществления .способа подачи порошкообразных материалов в жидкий металл, не

5 925 исключающие другие варианты в объеме предмета изобретения.

Пример 1. Прн выплавке в конверторе (емкость 160 т) стали марки

09Г2ФБ в конвертор загружают лом и заливают чугун, затем металл продувают кислородом. Во время продувки. в конвертор присаживают известь и плавнковый

% шпат. После продувки во время выпуска расплава из конвертора, металл раскис- f0 ляют н легируют, а .затем подают на аргонные установки, где жидкую сталь. продувают порошком силикокапьция, Подают raa на аэрацию порошка в пневмонасосе в количестве 3,7 нм /ч

5 (8% от общего расхода газа во время подачн порошка в металл, слагаемого) из расхода газа на аэрацию, пневмотран порт и на подачу газа в пневмонасос выше слоя материала, если она осущест- щ

Э впяется) н на пневмотранспорт 41,6нм/ч

Затем включается подача порошкообразного материала и фурма погружается в жидкий металл. Через 2 мин после начала подачи порошка в металл подачу газа на пневмотранспорт со средним расходом 30 кг/мин. За 3 мин до окончания продувки металла порошком включается подача газа на пневмотрансиорт.

При совместной подаче газа на аэрацию и пневмотранспорт производительность пневмонасоса составляла 20 кг/мин, а при подаче газа только на аэрацню возрастала до 40 кг/мин.

Во время продувки металла порошком в пневмонасосе выше слоя материала подавали газ в количестве 0,7 нм /ч (19% от расхода газа на аэрацию).

В результате подачи порошкообразного силикокальция в жидкий металл произошла десульфурация стали и концентрация серы в металле снизилась с 0,010 до 0,006%, т.е. на 40%, что обеспечило повышение высоких механических свойств готового металла и низкое содержание неметаллнческих включений в нем.

Пример 2. При выплавке в конверторе (емкость 300 т) стали маркн

17Г1СУ металл продувают в конверторе, раскнсляют и легируют аналогично прн50 меру 1 Затем металл продувают порош-. ком силинокальция, Подают газ на аэрацию порошка в пневмонасосе в количестве 20 нм /ч (29% от общего расхода) и на пневмотранспорт 43 нм /ч и еродувают металл в течение 1 мин, затем подачу газа на пневмотранспорт прекращают. Металл продувают в течение

12 мин со средним расходом 60 кг/мин.

815 6

За 0,2 мин до окончания продувки включают подачу газа на пневмотранспорт, после чего фурма выводится нз металла и через 0,2 мин продувки с подачей газа на аэрацию и пневмотранспорт подачу порошка в жидкий металл прекращают..

Во время продувки металла в пневмонасос, вьаие слоя материала, подают газ в количестве 6 нм /ч (30% От ра хода газа на аэрацию).

За время продувки металла порошком снликокапьция содержание серы снизнлось с 0,021 до 0,012%, что обеспечило получение заданного жиннческими условиями химического состава и качества меП р н м е р 3. При выплавке в конверторе (емкость 160 т) стали марки

70сп. металл продувают в конверторе, раскиспяют н пегнрутот аналогично примеру 1, затем меилп продувают порошком графита дпя повышения содержания углерода и нем.

Подают газ на аэрацню в количестве

24 нм /ч (75% от общего максимального расхода газа) н на пневмотранспорт

4,8 нм /ч. Через 0,1 мнн после подачн

3 порошка в жидкую сталь подачу газа на транспорт выключают. Металл продувают в течение 10 мин со средним расходом

100 кг/мин. За 1,5 мин до окончания включают подачу газа на транспорт.

За время продувки содержание углеро-да в металле повысить с 0,11 до 0,71%, что позволило попасть в узкие (0,70-

0 74%) заданные пределы содержании углерода в готовой стали и обеспечило получение заданных свойств.

Во время продувки металла порошком графита в пневмонасос, выше слоя материала, подавалн газ в количестве

1,2 нм9/ч (5% от расхода газа на аэрацию).

Внедрение предлагаемого способа подачи порошнообразных материалов в жид кий металл позволит: повысить надежность продувкн металла порошками, увеличить производительность установок и уменьшить капиталовложения при оборудовании сталеплавильных цехов установками дпя продувки металла порошкообразнв мн материаламн, Экономическнй эффект только от повышения качества стали, например, 17Г1СУ при годовом производстве

200000 т составит:

1,5) 200000=300 с. py6/non, где 1,5 - увеличение пркбыли от реали7 9258 эации стали эа счет доплаты за повышенное качество эа минимум увеличения себестоимости за счет дополнительной обработки. металла порошкообразными реагентами, руб/т. 5

Формула изобретения

1. Способ подачи порошкообраэных 10 материалов в жидкий металл, включающий подачу из пневмонасоса порошкообразных материалов в струе газа, подачу газа на аэрацию и пневмотранспорт порошкообразных материалов, о т л и ч а ю щ и и - 35 с я тем, что, с целью увеличения производительности пневмонасоса, повьппения стабильности подачи порошкообразных материалов и улучшения качества метал-. ла, гаэ на аэрацию и lIHeBMorpaHcllopT 20

15 8 подают в течение 0,1-2 мин . затем подачу газа на пневмотранспорт прекращают, а эа 0,2-3 мин до окончания подачи материалов вновь начинают подачу газа на пневмотранспорт.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в пневмонасос, выше слоя материала, подают газ в количестве

5-30% от расхода газа на аэрацию.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Меджибожский М. Я. и др. Порошкообраэные материалы в сталеплавильном производстве, Киев, "Техника", 1975, с. 100.

2. Интенсификация ме таллургических процессов вдуванием порошкообразных материалов "Труды Республиканской научной конференции, М., Металлургия», 1972, с., 281-286.

Составитель И. Чепикова

Редактор Н. Аристова Техред М. Тенер Корректор E. pro

Заказ 4733/13 Тираж 972 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д, 4/5

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