Способ раскисления и легирования стали

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 8012 А д С 21 С 7/ 11 ТИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВУ Н АВТОРСИ вляют с мешивание металла осу постоянной удельной к энергией Йц падающей путем дополнительного верхней или нижней ем нетическойтруиперемещениости с мет о, =д(Н+Ь,+0,8 Н где ша, м;коэффициентуровнем метв начальныйприсадок,определяемыйалла в ковше момент ввода 8(46)15.02.86. Бюл. Иф 6 (71) Ждановский металлургический институт(54)(57) СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ, включающий присадку твердых добавок в ковш при наполнении его металлом с использованием для перемешивания металла в ковше кинетической энергии падающей струи, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью снижения расхода ферросплавов и более равномерного распределения добавок в объеме металла, в период ввода раскислителей и легирующих перер, - ускорение силы тяжм/с ,Н, - напор металла в печи(верхнем ковше) перед выпуском (сливом 1 металла,м, Ь - расстояние от уровня истечения струи металла до верхнего основания приемного ковша в момент начала выпуска стали, 6, = =0,1-1,0 мм,Нк - высота рабочей части ков 211305Изобретение относится к металлургии, а именно к производству стали.Цель изобретения - снижение.расхода ферроспланон и более равномерное распределение добавок в объеме металла.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом,Для данных условий производства находят расчетным путем значение величин, входящих в уравнениеНф Нк+(1 Ф 11 )шгде И", - расстояние между верхнимсечением приемного ковшаи уровнем истечения металлан момент временим 111 ц -К(Но+Ио+О 8 Нк)где я - ускорение силы тяжестим/с;Но - напор металла в печи (верх-;нем ковше) перед началомвыпуска металла, мИ - расстояние от уровня истечения струи металла до верхнего сечения приемного ковша в момент начала выпускастали, И 0,1-1,0 м,Н - высота рабочей части ков-,ша, м0,8 - коэффициент определяемыйуровнем металла в ковше вначальный период ввода присадок;1фкК, - коэффициент йропорциональности в уравнении зависимости массы металла в ковшеш 1 от высоты налива металлав ковше Ищ(ш 1.=К Им,1) определяется расчетом на основании геометрических размеровковша и плотности жидкойстали или экспериментальнымпутем;1,=1/5 Ргде я и- площадь среднего сеченияванны или поверхности металла в ковше (м ) и -плотность жидкой стали(кг/м) соответственно.По полученному уравнению строятграфик зависимостиИ=У(ш),Приемный ковш соединяют с тенэометрическим устройством и устанавливают под желобом (или верхним ковшом) на расстоянии Ь =0,1-1,0 м. Вы пускают сталь из печи или сливаютиз верхнего ковша, наполняя нижний ковш на 1/5 его высоты, а затем начинают равномерно присаживать тнердые добавки, одновременно перемещая нижнюю или верхнюю емкость с металлом, подцерживая заданное для данных условий соотношение И=У(ш) в соотнетствии с графиком или таблицей до конца ввода присадок, что обеспечинает постоянство заданного значения удельной кинетической энергии. падающей струи. Распределение добавок в объеме металла зависит от интенсивности перемешивания ме талла в ковше и от характера циркуляционных потоков в объеме металла, Интенсивность перемешивания определяется величиной кинетической25энергии струи падающего металла принаполнении ковша и может бытьнайдена из формулыЧ=шд Нчщ(Н+Н ),где ш - масса металла, истекающего 30из верхней емкости,я - ускорение силы тяжестиЕ Н - суммарный напор вытекающегометалла из лечи (или верхнего ковша);35 Н - напор металла в лечи (иливерхнем ковше: )Н - высота свободного падения.Откуда приведенная удельнаякинетическая энергия40У11 ц = - =ЯН=(Н +Н ) (2)Высоту падения струи металламожно определить из выражения45На=И+Н -Инкгде И - расстояние от желоба (уровня истечения струи метал ла, до верхнего сеченияприемного ковша;Н - высота ковша;И- высота металла в ковше отдна до поверхности.Уровень металла в печи (иливерхнем ковше) можно выразить через начальный уровень металла впечи Н перед выпуском и массу выпу.щенного металла ш- к данному моменту времениЧН =Н -Ь =Н -,ошфН=Н -- - =Н -Кш .,где 7, - объем металла выпущенногоиз печи к моменту времени .8 - площадь среднего сеченияванны,Р - плотность жидкой стали,-- постоянная величина дляз ЯРданной печи (или ковша) .Массу выпущенного металла из печи можно выразить через высоту металла в ковше в данный момент времени Ь 1,. Объем металла в ковше в данный момент времени равенЧм = - (Н+Н г+г )=1 Ь поф 3где В - радиус поверхности металла в ковше в момент времени сг - радиус донной части ковша.ВыРазив й=г+6 Ьм(б) и подставив (6) в уравнение (5), получают1шф,= Ь(6 Ьк+ГЗЬ,ц,к+ЗГ ) (7)РЯПодставив ( ) и (Ь) получаюто ЗР (6 пк+Гопмк+Зг Ьк) (8)Тогда=К(Но-К(1 як)+1 о+Нк-ам)При осуществлении предлагаемого способа раскисления ввод присадок производят при постоянной удельной энергии струи, которая оказывается к тому же максимальной для данных производственных условий, что позволяет увеличить интенсивность перемешивания по сравнению с известным способом в 1,44-1,74 раза. В результате глубина проникновения струи в металл уменьшается и вводимые добавки попадают в зону интенсивного перемешивания с новыми более горячими порциями поступающего в ковш металла, что приводит к быстрому расплавлению раскислителей и растворению их в металле,а следовательно, Нз55 8 Ь= - З -Н -Н +О 0209 т"и, обеспечиваяУз =45,7 Дж/кг=сопз(13) к более полному их усвоению, Приэтом увеличение удельной кинетической энергии струи более У =(Н ++1,О+0,8 Н) приводит к смещению 5 падающей струи к стенке ковша, к локальному воздействию потоков металла на футеровку и снижению степениусвоения раскислителей, Уменьшениеудельной энергии струи менее Ч ==К+О,1+0,8 Н,к не обеспечивает равномерного распределения присадокв объеме металла.Предлагаемый способ опробованв условиях мартеновского цеха.15 Перед выпуском из мартеновской печи садкой 450 т рельсовую сталь раскисляют в печи РеМп в количестве7 кг/т стали, что составляет на10,8 кг/т меньше, чем при исполь зовании известного способа-прототипа. Приемный ковш соединяют с тензометрическим устройством и устанавливают под желобом на расстоянииЬ=0,2 м (от дна желоба до верха 25 ковша). Ковш емкостью 230 т. наполняют металлом на 1/5 его высоты(0,84 м от дна ковша)и начинаютравномерно присаживать раскислители ЯМп и РеЯ в количестве 6 и зО 3 кг/т стали соответственно , поддерживая постоянной удельную энергию струи, равную ( 9)Ч 9=9,81 1,1+0,2+4,2-0,841=45,7 Дж/кгВ общем расход раскислителейсоставляет на 2,8 кг/т стали меньше, чем при раскислении согласноизвестному способу.Для поддержания постоянной 40 удельной энергии струи решают уравнение (.7), определяя ш=Ч(11 м) дляданных условий:=7 т/м; 8=0,0196,г =1,58 мф =54,05" Ьк (10); откудаЬ,к=0,0185 ш(11).45 Подставляя (11) в (9), находят1 зэ =0(Но.1 ш+Ь+Н,0185 ш) ф 2)Из уравнения (12) находят расстояние между дном желоба и верхомковша1,= - ф -Н -Нк+(0,0024+0,0185)тп,; Ну211305 ковша металлом и до 17,8 Дж/кгпри наполнении второго ковша НкмкК (йк)4 2+1 ц+0,31 ми45,7(6) ЬФ=-0,64+1, 131 мк Ф Составитель И.ОлесеюкРедактор С.Лисина Техред С.Мигунова Корректор А.Тяско Заказ 612/32 Тираж 552 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Ь;=-0,645+0,0209 ш,-, ( 14 )по уравнению (14) строят прямуюзависимости Ь=Г(ш),В производственных условиях всоответствии с показателями тензометрического датчика, зависящими от в, опускают ковш с металлом,изменяя Ь от 0,2 до 1,66 м (наличие кессона глубиной 1 м позволяет изменять Ь до 2-2,5 м).Регулировку расстояния междуверхним сечением приемного ковшаи уровнем истечения металла (Ьу-)производят также опусканием ковшав соответствии с изменением в немуровня металла, используя уравнение (9В начальный момент ввода присадок при Ья=0,84 м величина Ь составляет 0,3 и, а к концу присадок приЬмк 2 ь м,11", =1,7 м.Присадку раскислителей (83 Мп и РеМ ) заканчивают прн наполнении ковша металлом на 1/2 его высоты от дна (2, м) и опускание ковша прекращают. После окончания присадки твердых добавок удельная энергия падающей струи уменьшается с 45,7 до 22,3 при наполнении первого Упо ( )=9,81(1,1-0,55+1,72)=.=22,3 Дж/кгпв,У (2)=9,81(0,+1,72)=17,8 Дж/кг.При этом средняя кинетическая энерэнергия при наполнении первого иО второго ковшей составляет соответственно 34,0 и 31,8 Дж/кг, что в 2,2раза превышает значения средней кинетической энергии при раскислениисогласно известному способу,5 Распределение кремния и марганцав слитках рельсовой стали оказывается более равномерным, чем при использовании известного способа-прототипа при снижении расхода ферро-20 сплавов на 2,8 кг/т стали. При необходимости увеличения количестватвердых добавок можно производитьих присадку при большем значенииЬ, до 1 й. Для этих целей необходи 25 мо предусмотреть под ковшом изготовление кессона соответствующейглубины. При переливе из ковша вковш регулируют Ь подъемом верхнего ковша и изменением массы исЗО текающего из него металла.Применение предлагаемого способадля раскисления рельсовой стали,оимеющей на выпуске 1560-1590 С,позволяет увеличить присадки ферросплавов в ковш на 6 кг/т стали посравнению с прототипом, снизить рас-,ход раскислителей на 1,8-2,4 кг/тстали, обеспечить более равномерноераспределение добавок в объеме металла и получить готовую сталь данного химсостава