Способ внепечной обработки жидкого металла

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик но 954439(23) Приоритет С 21 С 7/10 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийОпубликовано 300882, Бюллетень М 32 РЗ УДК 669;182, .71(088.8) Дата опубликования описания 300882(71.) Заявитель. Донецкий ордена Трудового Красного Знаменинститут(541 СПОСОБ ВНЕПЕЧНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА Цель изобретения - повышение эффективности и сокращение времени обработки.Указанная цель достигается тем,что осуществляютпериодическое заполнение металлом погруженной в ковш камеры, подачу в металл реагентов и вытеснение металла в объем ковша путемизменения давления в камере от 1-1,2атмосферного до 0,8-2,5 величины гидростатического давления металла навходе в камеру с частотой 0,2-1,5 Гци амплитудой 0,3-0,9 высоты металлав камере.Максимальное значение давления вколонне 0,8-2,5 от величины гидростатического давления металла на уровненижнего края колонны. Ббльшие значения давления соответствуют большимчастотам, меньшие - меньшим (еслипри низкой частоте создать высокиедавления, то газ через нижний крайколонныможет прорваться в металл).Уменьшение максимального значениядавления в колонне ниже нижнего указанного предела, как и увеличение еговыше верхнего, приводит к ухудшениюперемешивания металла с реагентами каквнутри колонны, так и в объеме ковшав целом,Изобретение относится к чернойметаллургии и может быть использовано при рафинировании, модифицировании и других видах внепечной обработки расплавленного металла.Известен способ обработки в ковшепри котором в ковш вводят рафинирующие реагенти и последующей продувкой газом обеспечивают перемешивание 10металла с реагентами 1 .К недостаткам данного способа относится то, что в процессе перемешивания газом металл в поверхностныхслоях интенсивно перемешивается сжелезистым шлаком, поверхность металла открывается, что приводит к заметному окислению металла, дополнительному расходу реагентов, значительнойпотере температуры,20Известен способ внепечной вакуумной обработки жидкого металла в ковше, включающий периодическое заполнение металлом погруженной в ковш вакуумной камеры, подачу в металл реагентов и вытеснение металла в объем ковша путем изменения давления в камере 2,Недостатками способа являются значительное время обработки, потеритепла, большие энергозатраты. В.И, Мачикин, А.М. Зборщик и А.Н. Смирнон " -., 1Минимальное значение давления вколонне поддерживают равным 1,0-1,2атмосферного, При уменьшении этогозначения повышается скорость входаметалла в колонну, улучшается перемешивание. Однако создание давления 5ниже 1,0 атмосферного связано с повышенными затратами. Увеличение минимального уровня давления выше 1,2атмосферного резко снижает эффективность перемешивания и повышает расход 10энергии.Рациональная глубина погруженияколонны 0,15-0,60 общей глубины металла в ковше. Увеличение глубиныпогружения выше указанных пределов может привести к чрезмерному размыванию днища ковша, уменьшение - к снижению интенсивности перемешивания реагентов с металлом и ухудшению использования реагентов.20Диапазон частот колебаний 0,2- 1,5 Гц является рациональным, так как он обеспечивает резонансный режим работы системы колонна - ковш.На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.Способ осуществляют следующим образом.В ковш 1 с металлом 2 погружают колонну 3 на глубину 0,15-0,60 общей высоты металла в ковше. Металл запол няет колонну 3, и уровень его устанавливается на уровне металла в ковше. При подаче газа по трубопроводу 4 давление внутри колонны повышается и металл с достаточно большой скоростью 10,1-1,0 м/с) вытесняется из колонны и проталкивается вглубь ковша. В интервалах между подачами избыток газа из колонны отводится (колонну соединяют либо с атмосферой, либо 4 О с отсасывающим устройством), давление над металлом снижается, и металл возвращается в колонну. Причем, если выталкиваемый из колонны металл движется по направлению ее оси до самого 4 дна ковша, то повторное наполнен 1 е колонны происходит за счет слоев, расположенных вблизи нижней части колонны, Таким образом обеспечивается циркуляция и перемешивание металла в колонне (направление движения показано50 стрелками) . Как правило, выталкивают из колонны не весь металл, а 0,3-0,9 от его объема, находящегося внутри колонны, 55 или 0,2-4,0 от общего объема металла в ковше, Это позволяет, например, при частоте подачи порций газа 1 Гц пропустить весь объем металла в ковше через колонну эа 8,0-0,5 мин. Одно- Я временно с подачей газа из бункера 5 порциями или непрерывно производят выдачу реагентов внутрь колонны,откуда они вместе с металлом проталкиваются вглубь ковша. 65 П р и м е р, В 100-тонном сталеразливочном ковше обрабатывают стальБХ.После окончания выпуска в сталисодержится 5 0,029, О 0,0052)Н 5,9 смэ/100 г. Предварительное раскисление стали проводят кремнием, загружая раскислитель на дно ковша,В процессе обработки относительное погружение колонны в металл составляет 0,4 (абсолютное - 1 м). Давление аргона над поверхностью металла внутри колонны изменяют с частотой 0,4 Гц от атмосферного (полноедавление 0,1 МПа) до 1,29 величиныгидростатического давления металлана глубине 1 м (полное давление0,19 МПа). При этом количество металла, выталкиваемого из колонны за1 цикл, составляет 0,5 т или 0,5 отобщего количества металла в ковше.В процессе обработки на поверхностьметалла внутри колонны вводят шлакообразующую смесь, содержащую СаО,А 10 и СаЕ, фракцией менее 25 мм, атакже алюминий для окончательногораскисления,После обработки в стали содержится 5 0,007, 0,0021, Н 4,1 см/100 г,снижение температуры металла за время обработки составляет 29 С. Общийрасход аргона 50 нм (0,5 нм 3/т),Благодаря проведенной обработкеулучшились механические характеристики стали (повысилась ударная вязкостьи на относительное сужение).Кроме того, сократилось время отжига и повысилась производительностьтермических печей (на 6), сократилось количество брака и снизился расход металла на 1 т заготовок (на25 кг/т), Суммарный экономический эффект за вычетом затрат составляет4 руб/т.Формула изобретенияСпособ внепечной обработки жидкогометалла в ковше, включающий периодическое заполнение металлом погруженной в ковш камеры, подачу в металлреагентов и вытеснение металла вобъем ковша путем изменения давления в камере, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эффективности обработки и сокращения времени обработки, давление в камереизменяют от 1-1,2 атмосферного до0,8-2,5 величины гидростатическогодавления металла на входе в камерус частотой 0,2-1,5 Гц и амплитудой0,3-0,9 высоты металла в камере,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аргон в металлургии (по материалам фирмы "Вад 1 ьсЬе Ап 111 п-впс 1-5 ода-ГаЬг 1",ФРГ), М., "Металлургия", 1971, с, 63-66.2. Патент США Р 3268326,75-58, опублик. 1966 (прототип).95.4439 каз 6369/22 Тираж 587 ПодписнВНИИПИ Государственног СССРпо делам изобретений113035, Москва, Ж, б., д. 4/ 0 комитета и открытийРаушская на Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна Составитель Т, Морозоваедактор А, Фролова Техред М,Гергель Корректор Г.Ог