Способ введения добавок в жидкий металл

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2 Ы 280 (21) 3224489/22-02 511 М. Кл з С 21 С 7/00 с присоединением заявки М -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет -РЗ 1 УДК 669.187.2:621.746.5 (088.8) Опубликовано 150882. Бюллетень Но 30 Дата опубликования описания 150882 Д.А. Дюдкин, В.М. Онопченко, В.П. Кравченко,Б.с. курапин, А.А. комаров, О.В, носоченкр ,Г Ь., Кикрлрдви И.Б. Шукстульскийс(54) СПОСОБ ВВЕДЕНИЯ ДОБАВОК В ЖИДКИЙ МЕТАЛЛ 20 30 Изобретение относится к черной металлургии, а именно к вводу раскислителей или легирующнх добавок в жидкую сталь;5Известен способ введения в жидкую сталь добавок алюминия для раскисления и легирования, заключающийся в подаче алюминиевой проволоки диаметром более 5 мм со скоростью более 5 м/с через слой шлака. Обору,дование для введения алюминия состоит из барабана с намотанной на нем алюминиевой проволокой, механизма подачи и направляющего механизма 13.Недостатками этого спосОба явля", 15 ются низкое усвоение алюминия и неравномерное распределение его в объеме металла. Наиболее близким по технической сушности к предлагаемому является способ введений компонентов в жидкий металл, заключающийся в вводе добавок в виде проволоки или гибкого стержня, которые плакируют в органическое покрытие, например резину, и вводят в металлическую ванну со скоростью 0,1-15,0 м/с. Органическое соединение разлагается с образованием газов, которые барботируют ванну, улучшая усвоение добавляемых элементов. В качестве органики используют политетрафторэтилен или полимонохлортрифторэтилен. Проволока с барабана попадает в лентопротяжный механизм и по направляющей трубе подается в металл 2.Недостатком этого способа является то, что органическое покрытие испаряется до расплавления Проволоки, вследствие чего барботируется в основном расплав выше зоны плавления добавок. А расплавившиеся частицы добавки контактируют преимущественно с жидкометаллической матрицей, не подвергшейся барботажу образующимися газами, что не приводит к существенному повышению усвоения добавок и равномерному распределению алюминия.Целью изобретения является более полное усвоение, равномерное распре" деление добавок и повышение качества металла.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе введения добавок в жидкий металл с одновременным барботажем расплава газами, добавки вводят в виде непрерывно подаваемой трубки, через которую одновременно подают инертный гаэ.950778 65 Кроме того, через трубку в потоке инертного газа дополнительно подают мелкодисперсные модифицирующие или легирующие добавки.Подача добавок в виде .трубки, через которую поступает инертный газ, способствует. образованию в начальный момент на трубке металлической корки за счет охлаждения. газом, предохраняющей добавки от преждевременного контакта с расплавом.10В результате добавка проникает в расплав на значительную глубину,где заканчивается оплавление металлической оболочки, чему способствует также более высокая жесткость трубки 15 в сравнении с прутком эквивалентного сечения. Улучшаются условия перемешивания расплава и повышается усвоение добавок, поскольку расплавившиеся частицы обволакиваются пузырьками 20 выходящего из трубки инертного газа и контактируют затем с объемами расплава, провэаимодействовавшими с инертным газом.На Фиг. 1 показана схема подачи трубки и газа в расплав; на Фиг. 2 узел У на фиг. 1 (соединение трубки с подводом газа).Способ осуществляется следующим образом.30Трубка 1 поставляется намотанной на барабан 2 с полой осью 3. Один конец полой оси 3 заглушен, а второй ее конец соединен с вращающейся ьуфтой 4, через которую подводится аргон. Нижний конец трубки 1 (внутри 35 бухты) соединен с полой осью 3 с помощью отрезка шланга 5 и штуцера б (фиг. 2). При открывании вентиля 7 аргон через муфту 4, полую ось 3 и штуцер б поступает в трубку 1. 40 Следует убедиться, что аргон выходит иэ наружного конца трубки 1. После чего этот конец трубки 1 задают в подающие ролики 8, приводимые в движение от.привода 9. Подающие ро лики 8 имеют на поверхности полукруглые или полуовальные пазы, что обеспечивает хороший захват трубки и сводит к минимуму ее деформацию. После подающих роликов 8 трубка 1 50 поступает в направляющую проводку 10, а затем в емкость 11 с металлическим расплавом. Подачу трубки в расплав производят с постоянной скоростью, а расход. добавки регулируют изменением продолжительности подачи с помощью реле времени.Давление аргона на входе в трубку устанавливают с учетом потерь напора на трение, по мерв уменьшения длины трубки во время ее подачи посте пенно уменьшают давление аргона на расчетную величину. После прекращения подачи трубки в расплав прекращают и подачу аргона, эакрыз вен тиль 7. 4П р и м е р 1. В ковш емкостью 350 т стали нужнр ввести алюминиевую трубку в количестве 2 кг/т с одновременной продувкой аргоном. Трубка диаметром 20/16 мм, Продолжительность ввода 10 мин.Расчет показывает, что 700 кг алюминиевой трубки диаметром 20/16 мм имеет длину 2290 м. Скорость ввода 3,8 м/с, При эаглублении трубки на 3 м для преодоления гидростатического давления, столба металлического расплава давление аргона на выходе из трубки должно быть не менее 0,21 МПа. Потери напора в трубке сос" тавят 0,6 мПа. Следовательно, в начале подачи давление аргона на входе в трубку должно быть не менее 0,81 мПа, например, 0,85 мПа. По мере подачи алюминиевой трубки в расплав давлениеаргона нужно плавно понизить до 0,25 мПа.При подаче толстостенной трубки меньше ее длина и скорость подачи.П р и м е р 2. Ковш емкостью 350 т разливается непрерывным способомна два ручья в кристаллиэатор сечением 250 х 1600 мм. Во время разливки в кристаллизатор нужно ввести алюминиевую трубку диаметром 20/16 мм в количестве 0,5 кг/т. На ручей расход трубки составляет 87,5 кг или 288 м. Скорость подачи трубки в кристаллизатор должна быть 3,2 м/мин или 54 мм/с, Потери напора в трубке составляют 0,08 мПа. Давление столба расплава на глубине 1 м (предполагаемая глубина погружения трубки) составляет 0,07 мПа. Следовательно, начальное давление аргона на входе в трубку должно быть примерно 0,2 мПа, а к концу разливки его нужно плавно понизить до 0,12 мПа. Если в бухте будет более 87,5 кг алюминиевой трубки, давление аргона нужно соответственно увеличивать,.Через трубку в потоке аргона можно также в случае необходимости подавать порошкообразные модифицирующие или легирующие добавки, например, РЗМ ЕГ В ЙЬ М 9 Сз и др. Это можно осуществить установкой между вентилем 7 и вращающейся муфтой 4 эжектора, соединенного с бункером с порошком.Подаваемый через алюминиевую трубку аргон охлаждает ее и способствует образованию на трубке металлической корки, предохраняющей алюминий от преждевременного контакта со стальным расплавом и способствующей большему эаглублению алюминия в расплав. Большему заглублению трубки способствует также более высокая ее жесткость в сравнении с прутком эквивалентного сечения. Стальная оболочка на алюминиевой трубке может сохраняться до оплавления последней и перегрева950778 Формула изобретения Составитель К. СорокинТехред М. Надь Корректор С.Шекмар Редактор Л Тираж 587ВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открыти113035, Москва, ЕРауиская н каз 590 ПодписноССРд. 4/5 филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жидкого алюминия,. а затем уже плавиться. В любом случае жидкий алюминий из оплавившегося конца трубки поступает в расплав одновременно с инертным газом, что способствует повышению усвоения вводимого алюминия, поскольку частицы его обволакиваются пузырьками аргона, и алюминий взаимодействует с объемами расплава, уже обработанными инертным газом.Выходящий из заглубленной на значительную глубину трубки аргон барботирует и перемешивает расплав в ковше, способствуя повышению усвоения алюминия, равномерному распределению его в объеме металла и усреднению химического состава, а также егазации металла и выносу неметалических включений.Улучшается дегаэация и удаление включений иэ металла в сравнении с продувкой через форму, поскольку при подаче аргона через алюминиевую трубку им обрабатывается больший объем расплава вследствие выхода аргона из трубки на большой глубине.Вследствие повышения усвоения алюминия уменьшается его удельный расход на тонну стали. Получают чистую по газам и неметаллическим включениям сталь с равномерным химическим.составом, что.характеризует болеевысокое ее качество.Подача парошкообразных модифицирующих или легирующих добавок такжеспособствует повышению качества ста ли эа счет получения специальныхсвойств, например, повышенной пластичности. 101. Способ введения добавок в жидкий металл с одновременным барботажемрасплава газами, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью болееполного усвоения, равномерного распределения добавок и повышения качества металла, добавки вводят ввиде непрерывно подаваемой трубки,через которую одновременно подаютинертный газ.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что через трубку впотоке инертного газа дополнительноподают мелкодисперсные модифицируюшиеили легирующие добавки..Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии Р 4713725,кл. 10 3 154 (С 21 С 7/00) 1972.2. Патент США Р 3768999,З 0 кл. 75-58 (С 22 С 9/00, 33/00), 1973.