Способ обескремнивания жидкого чугуна

(51)5 С 21 С 1 БРЕТЕНИ ВТОР ВИДЕТЕЛЬСТ ОСУДАРСТВЕНЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И(71) Донецкий политехнический институт (72) Н,М.Балащук, В.И.Шевченко, А.Я.Бабанин, В.Л.Жук, С.А,Яргин, М,К,Дадонов, Ю,Г.Галас и Р,Л,Барановский(56) Борнацкий и др. Внепечное рафинирование чугуна и стали, К,: Техника, 1979, с.58-63.Завка Япониий. 61-42763, кл, С 21 С, 1987.(54) СПОСОБ ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ ЖИДКОГО ЧУГУНА(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при обескремнивании жидкого чугуна продувкой кислороИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке способов обескремнивания расплава чугуна.Цель изобретения - повышение степени использования тепла от окисления кремния и степени использования кислорода при сохранении высокой стойкости футеровки ковша,Изобретение иллюстрируется примерами конкретного применения.Сущность изобретения заключается в формировании постоянной по площади за все время продувки поверхности контакта кислорода с чугуном, расположенной на глубине погружения продувочной фурмы, которая является дополнительной (к суммарной дом, Цель - повышение степени использования тепла от окисления кремния и степени использования кислорода при сохранении высокой стойкости футеровки ковша, Предлагаемый способ обескремнивания жидкого чугуна в ковше включает заливку расплава в ковш, погружение фурмы, продувку расплава кислородом при дополнительном формировании поверхности контакта кислорода с чугуном площадью 3 - 25от площади чугуна, извлечение фурмы и последующий выпуск чугуна, Дополнительное формирование поверхности контакта кислорода с чугуном позволило повысить степень использования кислорода в 1.07-1,35 раза, а также повысить .степень использования тепла в 2,1 раза. 1 табл,поверхности всплывающих газовых пузырей) поверхностью взаимодействия кислорода с элементами чугуна. Формирование дополнительной поверхности контакта причодит к увеличению общей поверхности взад;содействия кислорода с чугуном и, с,.едовательно, повышает степень использования вдуваемого кислорода, Сформированная дополнительная поверхность контакта расположена в нижних слоях жидкого чугуна, поэтому тепло от химических реакций, проходящих на данной поверхности контакта, полностью расходуется на нагрев чугуна, что повышает степень использования тепла отокисления кремния, 1584344Дополнительная поверхность контактаформируется путем вдувания кислорода визолированный от чугуна объем, полученный в результате скопления кислорода подограничителем всплцвэния газовых пузырей, Изолированный от чугуна обьем, заполненный кислородом, за все время продувкиимеет постоянную величину, так как в единицу времени вдувается кислорода больше,чем расходуется на окисление элементовчугуна, а избыток кислорода истекает изпод ограничителя.Истечение кислорода из изолированного объема происходит не в струйном режиме, а в режиме вытеснения кислородавдуваемым кислородом с образованием газовых пузырей малого диаметра эа счетдробления истекающего кислорода на торце стенки ограничителя под действием противодавления жидкого чугуна,Предлагаемый способ обескремнивания жидкого чугуна не оказывает влияние нафутеровку ковша, так как дополнительнофомируемая поверхность расположена вцентре ковша на значительном расстоянииот стенок, что исключает влияние выделяемых продуктов реакции и тепла на стойкость футеровки,В предложенном способе истечениекислорода из фурм происходит в изолированный от чугуна объем, заполненный кислородом, а не в жидкий чугун. Истечениекислорода из изолированного объема вжидкий чугун происходит в режиме равномерного вытеснения вдуваемым кислородом кислорода, заполняющегоизолированный объем, При этом происходит дробление истекающего в жидкий чугункислорода и образование газовых пузцреймалого диаметра, Всплы вани е образующихся газовых пузцрей происходит с более равномерным распределением по объемуметалла, Кроме поверхности контакта кислорода с чугуном, образованной газовымипузырями, в предлагаемом способе формируется дополнительная поверхность контакта, образованная скоплением кислородав изолированном объеме,Предложенный способ эффективно реализуется при формировании дополнительной поверхности контакта кислорода счугуном площадью 3-25,"ь от площади чугуна в заданном сечении ковша,При формировании дополнительной поверхности контакта площадью менее 3;4, врезультате малой дополнительной поверхности взаимодействия кислорода с чугуномэффект от нагрева чугуна и повышения степени использования кислорода незначите"лен. Формирование дополнительной поверхности контакта более 25 нецелесообразно ввиду всплывания газовых пузырей иокисления здлементов чугуна вблизи стенокковша, что приводит к повышению износафутеровки и снижению стойкости ковшей.П р и м е р, Заливочный ковш емкостью100 тонн, заполненный чугуном, подают наустановку продувки чугуна кислородом, обо-рудованную погружной фурмой, у сопла которой расположен ограничительвсплцвания газовых пузырей, служащийдля образования изолированного объемакислорода в чугуне и формирования дополнительной поверхности контакта кислородас чугуном,В качестве ограничителей использовали конусы, выполненные иэ корундографита, пяти вариантов высотой 0,4 м идиаметром расширенной нижней части,равным; 0,28; 0,35; 0,78; 1,0 и 1,25 м, чтосоответствует 2; 3; 15; 25 и 28; от 3,14 мплощади чугуна в сечении ковша на глубине2,5 м (см,рис,),Погружная фурма выполнена в виде трубы, футерованной шамотнцми катушками,Погружение фурмы в чугун начинаютпри подаче кислорода 40 м"/ч и с увеличением глубины погружения фурмы до 2,5 мрасход кислорода увеличивают до 150 м/ч,Продувку осуществляют при максимальном расходе кислорода, исключающемвыплески металла иэ ковша.Пс . ле вдувания 180 м кислорода фурмузподнимают из ковша с одновременным снижением расхода кислорода до 40 м/ч, извлекают из чугуна и закрывают подачукислорода.Степень использования тепла от окисления кремния оценивали по повышениютемпературы чугуна в пересчете на 1 м вдуваемого кислорода. Замер температурыпроизводили до и после обескремниваниячугуна, погружая термопару на глубину 0,71,0 м.Степень использования вдуваемогокислорода оценивали расчетным путем позатратам кислорода на окисление углерода,кремния, марганца, Количество окисленныхэлементов в процессе обескремнивания чугуна определяли по разности содержанияпоследних в пробах чугуна, отобранных дои после обработки.Стойкость футеровки ковша оценивалипо числу наливов чугуна в ковш с учетомтого, что данный ковш всю кампанию используют под обработку чугуна по предложенному способу.Как видно иэ таблицы, предложенныйспособ обескремнивания чугуна по сравне1684344 Способ Показатели Предложенныи2 Известный 100 100 100 100 4,42 0,74 0,96 4,42 0,74 0,96 4,42 0,74 0,96 4,42 0,74 0,96 1237 1237 1237 15 4,41 0,563 0,87 4,410,5750,87 4,410,6060,87 4,420,7270,95 23192 22,30 1,76 18, 1.1 1278 1259 1271 1239 180 180 180 93,6 88,4 74,4 69,1 0,23 О, 19 О, 12 О, 11 340 338 340 340 нию с известным позволяет повысить степень использования тепла от окисления кремния и нагреть 100 т чугуна 1 м кислоз рода на 0,23 С (известный - 0,11 С), повысить степень использования кислорода до 74,4 - 93,6 О (известный - 69,1;6), причем стойкость футеровки ковша при этом остается высокой,Формула изобретения Способ оГ ескремнивания жидкого чугуна, включающий заливку в ковш жидкого металла, погружение фурмы, продувку расВес жидкого чугуна, т Химический состав чугунадо обескремнивания, %:СБдМп Температура чугуна до обескремнивания, Со Площадь дополнительно формируемой поверхности взаимодействия кислорода с чугуном, % Химический состав чугуна послеобескремнивания, %:СБз.Мп Степень обескремнивания чугуна, % Температура чугуна послеообескремнивания, С Количество введенного в чугункислорода, м Степень использования кислорода, % Повышение температуры чугуна в пересчете на 1 м вдуваемого кислорода, С Стойкость футеровки ковша,наливов за всю кампанию плава кислородом и последующее извлечениефурмы из ковша,отл ич ающийся тем, что, с целью повышения степени ис. пользования тепла от окисления кремния и 5 степени использования кислорода при сохранении высокой стойкости футеровки ковша. в течение всего процеса продувки дополнительно формируют поверхность контакта кислорода с чугуном площадью 3- 10 25-",ь от площади чугуна в заданном сеченииковша путем вдувания кислорода в изолированный от чугуна объем,