Способ управления процессом циркуляционного вакуумирования стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ К АВТОРСКОМ 2-0 таем,П. Чумаков,Травин,удрявцев,ртышко8)Р 1183524,о я тельство СССР 7/10, 1973.РАВЛЕНИЯ ПРОО ВАКУУМИРОВА изменение ра(21) 3437712/ (22) 14.05.82 (46) 15.10.83 (72) В.Н. Леб В,В. Григорье В.Ф. Ситников С.И. Дьяков и (53) 669.046, (56) 1. Пате кл. 18 в 7/082. Авторск Р 478875, кл. (54)(57) 1. С ЦЕССОМ ЦИРКУЛ НИЯ СТАЛИ, вкБюл. Редев, Б.в, А,А.М.М, КГ,И. Ма517(088.нт ФРГ1968.ое свидеС 21 СЯЦИОННОГлючающий хода инертного газа по массе ме л ла, о т л и ч а ю ц и й с я т что, с целью повытыения качества об рабатывасмого металла, расход инер ного газа изменяют периодически в интервале 75-125 от номинальног значения с частотой 0,5-3 колебани в секунду.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что максимум значения расхода инертного газа задают при минимуме массы металла в циркуляционной камере, а минимум расхода - нри максимуме массы и.:.- талла.Изобретение относится к металлур.гии стали, а именна к внепечнойобработке стали.Известен способ циркуляционноговакуумирования металла, включающийподачу инертного газа во всасываютций патрубок 13Однако гтри этом способе расходинертнага газа в течение всего прот;,есса вакуумирования остается постоя н ньтм, 10Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ управления процессомциркуляцианнога вакуумирования стали,включающий измерение расхода инертного газа по массе металла2,Данный способ характеризуется. существенными недостатками.Так как процесс вакуумной обработки стали при постоянных значенияхрасхода инертного газа идет в пробиовом режиме, т,е. когда в подьемнам рукаве чередуются двухфазныеобласти с преобладанием газовой илиметаллической фазы, та в одном слуттае имеют место крупные газовыепузыри, ат руженные металлом, а в друтЯгом - малое количество мелких пузырей, В первом случае, так как удаление водорода или реакция абезуглеро,;ивани и последующая диффузия СОттроисходят на поверхности этих пу.:атрейт та т-.роцессы дегазации отнат.,ителт:на замедлены вследствие недостаточна развитой поверхности реагирования в среде инертный газт. а.п.;.,Ва втором случае, когда в 35,:тзу:.,;азтообласти преобладает ме,лл т-:"еская Фаза, которая имеетвнутри себя более мелкие пузыри сталытт их количеством, скорость дегаэатт;тттт расплава также снижена измалага гпзасадержания расплава,Таким образам, при таком режиме цир.:улнтии гталучают заниженные резуль.атвт Па;Егазаттии МЕТадла ОТНОСИ-.с:льна вазможностей установки.Кроме т.ага, при пробковом режимерабаты установки, в то время, когдана поверхность металла выхОдит крупный пузырь, в .камере возникают выплески металла и эабрызгивание стеноккамеры и крышки. Следствием этогоявляется дополнительный износ футеровки, поскольку эти скраповины припадогреве камеры акисляются и разрушают огнеупары. Кроме того, окисленный тлеталл, сползая со стенокво время вакуттмнай обработки, окисляет вакуумируемую сталь, ухудшаяее качество.При проведении процесса циркуляцианнаго вакуумирования при рекомендованных расходах инертного газавозникает пробковый режим, имеютзначительные сотрясения вакуумнойкамеры, которые отрицательно влияютна срок службы огнеупоров и на гер метичность вакуумных уплотнений,сокращая длительность службы установки,Цель изобретения - повышение качества обрабатываемого металла.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу управленияпроцессом циркуляцианнога вакуумиравания стали, включающему изменение расхода инертного газа по массеметалла, расход инертного газа изменяют периодически в интервале75-125 ат номинального значенияс частотой 0,5-3 колебания в секунду,Максимум значения расхода инертного газа задают при минимуме массыметалла в камере, а минимум расхода - при максимуме массы металла.Суть способа заключается в том,что инертный газ вводят во всасывающий патрубок в противоФазе с колебаниями массы металла в циркуляционнай камере.На фиг. 1 приведена диаграммазаписи на потенциометре КСПмассцметалла в камере ва время вакуумирова,ния, на фиг, 2 - зависимости амплитудыколебаний от расхода аргона дляполностью успокоенных сталей, нафиг. 3 - кривая изменения массы ме-талла в камере по данному способу,На кривую изменения количествастали 1 фиг. 1) накладываются колебания, амплитуда которых составляетоколо 200 кг и частота около 1 Гц..Амплитуда колебаний массы металла в камере различна. и зависит атрасхода инертного газа и от стет.енираскисленности стали.Размах колебаний увеличиваетсяс увеличением расхода газа и уменьшается с увеличением степени раскисленнасти стали,Как видно, полный диапазон рабочего изменения амплитуд находитсяв пределах 100-400 кг при изменениирасхода инертного газа ат 100 до500 л/мин, При этом максимальныеизменения амплитуды колебаний получаются при высоких расходах инертного газа и, кроме того, при малыхколичествах металла, находящегосяв вакуумной камере. В экстремальныхусловиях, т.е. при самой малой возможной массе металла в камере притакой, когда в камере присутствуетметалл, обеспечивающий только скорость циркуляции), в количествеоколо 1 т и максимальной амплитудеколебаний, составляющей 500 кг,отношение амплитуды колебаний к массе металла составляет 50. Отклонение от среднего значения, следовательно, +25. Поскольку эти колебания обязаны своим появлениеминертному газу, то колебания егорасхода в пробковом режиме такжене могут отклоняться от среднегобольше, чем на 25%. Таким образом,изменение расхода инертного газа впротивофазе с колебаниями массы винтервале 75-125 полностью охватывает весь диапазон изменения ампли"туд. Большие или меньшие значениявводимого газа будут действовать нсторону увеличения амплитуды колеба"ний,Частота колебаний массы металлазависит от амплитуды колебаний, степени раскисленности стали, от температуры вакуумкамеры, температурыметалла, и изменяется от 0,5 до3 Гц, В этом же диапазоне частот следует задавать и частоту изменения 15расхода инертного газа, При частотахменьших, чем 0,5 колебаний в секунду и больших - 3, мы можем получитьувелнчение амплитуды колебаний массы, так как некоторые изменения 20расхода газа будут совпадать по Фазес колебаниями металла.Приемы изобретения напранленына то, чтобы частично или полностью .устранить колебания металла в вакуумной камере, которые вызваны явлением возникновения пробкового режима продувки расплава при обычномспособе ввода инертного газа,Подавление колебаний осуществляют посредством изменения расходаинертного газа с частотой равнойчастоте колебаний массы и с амплитудой, соответствующей изменению колебаний металла в камере. При этомизменение расхода инертного газа 35производят в противофазе с колебаниями расплава в циркуляционной камере,На фиг. 3 приведена кривая изменения массы металла в камере, имеющая те же начальные параметры как 40и на фиг. 1, но процесс проведен поданному способу. Из рисунка видно,что амплитуда колебаний металла вкамере уменьшилась почти в 3 раза.Способ осуществляют следующим образом.Ковш со сталью, например Ст 35, емкостью 130 т, раскисленной алюминием при ныпуске, при температуре 1600 С устанавливают под рукава циркуляционной установки и во всасывающий рукав дают, например, аргон в количестве 200 л/мин, Затем рукав камеры погружают в сталь на глубину 200 мм. После этого нключают гароэжекторный насос, который создает разрежение в камере 0,5-5 мм.рт.ст. Васса металла, находящегося в камере, равна 2 т. Затем расход аргона увеличивают до 400 л/мин. На диаграмме записи массы металла, замеряемой с помощью тензодатчиков, появляются колебания с амплитудой в 400 кг,Скачкообразно, с амплитудой колебаний н 80 л/мин, т.е. 360-440 л/мин, регулируется расход аргона, причем при максимуме значений массы металла дают 360 л/мин, а при минимуме 440 л/мин. Такое регулирование расхода аргона производят до конца процесса вакуумной циркуляционной обраЬотки. После этого скачкообразный нвод аргона прекращают, номинальный расход снижают до 200 л/мин и в камере создают атмосферное данление.После опускания ковша металлидет на разливку.Проведение процесса в таком режиме позволяет удалять из расплава на 30 больше кислорода, чем при обычной технологии, что в свою очередь уменьшает соответственно коли- . чество оксидных нключений в стали. Увеличивается срок службы огнеупоров среднего и верхнего поясов циркуляционной камеры на 10.Ожидаемый экономический эффект около 20 тыс.руб. в год.1047967 А.Дзятко Тираж 568 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д а