Способ циркуляционного вакуумирования жидкой стали

О П И С А Н И Е 773093ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет(5 )М. Кл, С 21 С 7/10 Гееуавретвеваа кеиитет Опубликовано 23. 10. 80, Бюллетень39Дата опубликования описания 23. 10 . 80 ее девам кзееретеикк и етерьпкй(54 ) СПОСОБ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ ЖИДКОЙ СТАЛИ Изобретение относится к чернойметаллургии, а точнее, к внепечномувакуумированию жидкой стали.Известен способ вакуумированиявсей массы металла в ковше вакуумиЭ5рования струи металла при выпускеего из печи, переливе из ковша вковш и при разливке в изложницы, атакже вакуумирования части металлав специальной вакуум-камере (порционное и циркуляционное) 1,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кпредлагаемому является циркуляционный способ вакуумирования стали,15характеризующийся тем, что вакуумнаякамера имеет два патрубка (всасывающий и сливной), погружаемые передначалом вакуумирования в металл.Одновременно с погружением патрубков 20во всасывающий патрубок подают инертный газ, обычно аргон. В вакуум-камере создают разрежение, и металл поддействием разности давлений (атмос 2ферного и внутри камеры), заполняет нижнюю часть вакуум-камеры, В результате инжекции газа металл поднимается по всасывающему патрубку, протекает по днищу камеры, подвергаясь вакуумированию и возвращается по сливному патрубку в ковш, где смешивается с остальной массой металла. Струя металла достигает дна, теряя постепенно скорость, часть его увлекается во всасывающий патрубок 1 21,Это приводит к тому, что и объемековша возникают слабо перемешиваемыезоны, особенно в верхней части ковшамежду патрубками и в донной части.Недостаточная эффективность перемешивания увеличивает время достиженияоднородного состава плавки, следовательно, продолжительность процессавакуумюрования,Цель изобретения - повышение эффективности вакуумирования и увеличение производительности,. ускоряя таким образом перемешиваниезастойных зон в донной частиП р и м е р. Производят вакуумирование стали марки 12 Х 18 Н 10 Т вковшах емкостью 100 т.Через 2 мин при достижении в вакуумной системе давления, равного100 мм рт. ст., вакуум-камере придают возвратно-поступательное движе ние относительно ковша в осевом на"правлении с амплитудой 300 мм и скоростью 60 см/с, что составляет 0,433от скорости течения циркулирующейстали по сливному патрубку, равной 15 140 см/с. В крайних точках рабочегохода выдерживают паузу 5 с. Через15 мин после начала вакуумированияв течение 3-х мин производят легирование и корректировку химсостава.20 Через 22 мин качание вакуум-камеры заканчивается, вакуумную систему заполняют азотом до создания вней атмосферного давления, и патрубки вынимают из металла. Продолжитель ность вакуумирования (22 мин) соответствует продолжительности контрольного вакуумирования известным способом.После вакуумирования сталь разливают, иа слитки весом 1 О т и из каждого слитка отбирают образцы из головной и донной части. Для получениясравнительных данных на той же установке проводят контрольную обработкутой же марки стали и с теми же параметрами, но при вакуум-камере, неподвижной в течение всего цикла вакуумированияВ таблице приведены сравнительные40 данные сталей, Вакуумированных иэвестным и предлагаемым способами. Амплитуда качаний вакуум-камеры выбрана такой, чтобы в ее верхнем положении толщина слоя металла в камере была не менее 100 мм - величины, при которой скорость циркуляции металла является наибольшей, а в нижнем ее положении толщина слоя металла обуславливается конструктивными особенностями установки, толнщинои слоя шлака в ковше, высотой барометрического столба металла и не превышает обычно 500 мм.Колебания уровня металла в ковше, вызываемые качаниями вакуум-камеры, устраняют застойную зону, находящуюся в верхней части ковша между патрубками, а струя металла, вытекающая иэ сливного патрубка при движении вакуум-камеры вниз, достигает дна ковша с увеличенной скоростью,Поставленная цель достигаетсятем, что вакуум-камере при достижении давления в ней 150-100 мм рт.ст.придают возвратно-поступательноедвижение относительно ковша в осевомнаправлении с амплитудой 300-400 мми скоростью, составляющей 1/3-1/2 отскорости течения циркулирующей стали по сливному патрубку,На фиг. 1 изображена установка,поясняющая предлагаемый способ, вертикальный разрез (вакуум-камера находится в нижнем положении); нафиг. 2 - то же, вакуум-камера вверхнем положении,Способ заключается в следующем.Сливной и всасывающий патрубки 1и 2 вакуумной камеры 3 погружают вметалл, содержащийся в ковше 4. Затем создают в вакуум-камере 3 разрежение. Когда давление в вакуумкамере 3 достигает 150-100 мм рт.ст.,ей придают возвратно-поступательноедвижение относительно ковша 4 в осевом направлении с амплитудой 300400 мм и скоростью, составляющей1/3-1/2 от скорости течения циркулирующей стали по спивному патрубку.Подача металла в вакуум-камеру 3осуществляется через патрубок 5.Величину скорости выбирают таким образом, чтобы циркуляция металла через вакуум-камеру не прерывалась при любом направлении движения вакуум-камеры и чтобы колебания металла в ковше обеспечивали его эффективное перемешивание,Использование способа обеспечивает более узкий диапазон разброса по казателей по химсоставу и более низ кое содержание газов в стали, чемпри осуществлении известных способов.Так как химсостав и газосодержание стали, обработанной традиционным 50 циркуляционным способом, находятся вдопустимых пределах, при использовании способа целесообразно сократить продолжительность вакуумирования на 10-5 Х. 55 0 риентировочныи годовой экономин ческий эффект, достигаемый за счет обработки 100 тыс,т, стали дополнительно, составляет 80 тыс. руб.773093 ержание элементов, вес.Ж Сталь, вакуумированная способом Сг И 1 Т 1. 0 Н х 10 0,105 17,0 8,8 0,53 0,01 0,6 Известным 0,04 2,1 0,118 18,9 11,3 0,7 Предлагаемым,привозвратно-поступательном движении вакуум-камеры, 0,112 17,3 9,0 0,61 0,008 0,4 0,17 18,2 10,5 0,69 0,02 1,2 формулаиэобретения Способ циркуляционного вакуумированияжидкой стали, о т л и ч а ю - щ и й.с я тем, что, с целью повышения эффективности вакуумирования и увеличения производительности, вакуум-камеру при достжкении давления в ней 150-100 мм рт.ст, перемещают относительно ковша возвратно-поступа- О тельно в осевом направлении с амплитудой 300-400 мм и со скоростью/3-1/2 скорости течения циркулирующей стали по сливному патрубку. 1 сточники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Морозов А.Н. и др. Внепечноевакуумирование стали. М., "Металлургия", 1975, рис. 11.28, с. 78,1202, Морозов А.Н. и др. Внепечноевакуумирование стали. М., 11 еталлургия", 1975, с. 144,