Устройство для обработки кислородом струи кипящего металла

(191 (11) 1)5 В 22 11 /00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ии ние в слиттся к металспользовано вводстве при обретение от ожет быт льном пр,лургии и сталеплав ипящей стаобретения разливке Цель и чества меповьппе величения равокращение раслла путем кипения и омерност. Дь СЮ оиство - узел 1 тру соГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт черной металлур,(56) Ойке Г.Н. и др. Регулирорасположения сотовых пузырейке кипящей стали. - Сталь, 19У 6, с. 500 - 505, рис. 1. хода газа.На фиг. 1 изображено устр поперечный разрез; на фиг. 2 на фиг. 1.Устройство для обработки с и кипящего металла при разливке держит распределительный кольцевой коллектор 1, снабженный подводом 2 кислорода с регулирующим органом 3, В донной части коллектора 1 имеется форсунка, выполненная в виде ще" левого кольцевого сопла 4 с отношением Р диаметра оси кольцевого сопла 4 к ширине щелевого сопла Я,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ КИСЛОРОДОМ СТРУИ КИПЯЩЕГО МЕТАЛЛА (5) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в сталеплавильном производстве при разливке кипящей стали. Цель изобретения - повышение качества металла и сокращение расхода газа, Обработ" ку кислородом струи кипящего металла осуществляют посредством форсуночного щелевого кольцевого сопла с отношением диаметра оси кольцеого сопла к его ширине 500 - 600.2 ил. 2 табл. равным 500 - 600. Устройство устанавливают вокруг коллектородержателя 5 шиберного затвора со стаканом 6 так, что ось сопла направлена на струю металла в зоне ее истечения.Устройство работает следующим образом.При выпуске металла, истекающего из ковша в изложницу через стакан 6 шиберного затвора, в распределительный коллектор 1 подают поддавлением кислород через подвод 2 путем открытия регулирующего органа 3. Заполнив коллектор 1, кислород истекает через щелевое сопло 4 на струю металла, заключив ее в процессе истечения в. кольцевую кислородную оболочкуВ процессе истечения струи металла вокруг нее ниже стакана образуется область пониженного давления(разрежение), куда втягивается (эже", - ируется) кольцевая струя окислите я, й после взаимного контакта окнстель движется по периметру струн Металла в металлоприемник. При совместном движении металла в оболочке диспорода происходит их аааимодайтвие, в результате которого струя еталла равномерно им насыщается о всей своей длине (высоте), что риводит к стабилизации степени усвония кислородом металла, Такая поача кислорода способствует расширеию струи металла с большей потерей плошности в пограничной области, то повышает степень усвоения кисорода, а сам процесс взаимодействия осит спокойный характер, беэ разрызгивания в зоне контакта и беэ нешних потерь.Равномерно насыщенная кислородом труя металла попадает в металло" риемник, по мере накопления кото" ого кислород равномерно распредеяется в объеме металлоприемника, то приводит к равномерной интенивности процесса кипения.Подачу кислорода .осуществляют в оличестве1000 ЬЫ В--- " - м /т,сде Д 101 - требуемая добавка кислорода, % к весу металла;- плотность кислородапри 20 С, кг/м ;- степень усвоения кислоОрода металлом, %,За счет выполнения форсунки в виде щелевого кольцевого сопла с отношением диаметра оси сопла к ширине сопла, равным 500 - 600, создаетсяоптимальный гидродинамический режимй тракте и происходит Формирование1 авнотолщинной кислородной оболочки непосредственно вокруг струи металла, что приводит к равномерному всасыванию кислорода в металл. В результате их взаимодействия, осуществляется плавное внедрение кислорода в металл и стабилизируетсяКипение в металлоприемнике, струяМеталла разбухает и контактная пой 1 ерхность возрастает. Все это спо. собствует повышению степени усвоекия кислорода металлов, беэ увеличения его расхода. Регулированием расхода кислородапосредством регулирующего органа 3проао,.р ,оз,.аления активностиоболочки струи металла, при этом меняется степень усвоения кислородаметаллом (эа счет изменения концентрации кислорода в разливаемой сталии степени расширения ее струи), Для 10 обеспечения идентичности условий такой разливки по изложницам (в особенности при разливке сверху) производят на разливочной площадке тарировку оптимальной величины расхода кислорода для одной изложницыи повторяют для остальных.Активное выделение газов в металлоприемнике способствует тщательному перемешиванию жидкости, в томчисле в области образования откипевшей корочки. Образующиеся на фронтекристаллизации газы в условиях достаточной жидкоподвижной стали и малого ферростатического давления успевают полностью выделиться, не застревая в образующейся корке. В результате энергичного и равномерного кипения в металлоприемнике возрастаетскорость кристаллизации и активизируются восхоцящие потоки жидкого металла,что препятствует значительнойликвации кислорода и углерода впромежутках между кристаллами, а этоприводит к образованию более толстой и плотной наружной корки слитка, к улучшению строения его головной части, к более глубокому залеганию сотовых пузырей, к значительномуснижению количества неметаллическихвключений и к более равномерномуих распределению в объеме слитка.При значении отношения менеенижнего предела происходит неравномерное распределение кислорода, истекающего из сопла 4 теряется жестФкость его струи, наблюдается рассеивание части кислорода в окружающеепространство и возрастают непроизводительные его потери, а также возможно обгорание стенки коллекторо держателя 5.При значении отношения более верхнего предела усложняется изготовление устройства, что приводит кмонтажным и эксплуатационным труднос тям. Зто вызывается или уменьшениемсопла шириной менее 0,4 мм, или. увеличением диаметра оси сопла, чтов целом приводит к возрастанию габаритов устройства. В технологическомотношении зто обеспечивает неравномерность истечения кислорода черезсопло, что создает разнотолщиннуюоболочку вокруг струн металла, атакже снижает процесс взаимодействия кислорода с металлом.,Таким образом, в результатеуменьшается степень усвоения кислорода раэливаемой сталью и равномерность ее кипения, что в конечномитоге снижает качество слитка.П р и м е р. Производят разливкустали 15 КП из ковша емкостью 300 тчерез пп:берное устройство с диаметром стакана 40 мм в изложницы типаКС(высота слитка 2100 мм). В качестве окислителя используют технический кислород под давлениемл 8 атм, расход составляет 1,0 -1,2 м/мин. Температура разлива1540 С. Продолжительность наполнения изложницы 4,5 мин. Сопло щелевое с шириной 0,4 мм, расстояниемежду торцом стакана и торцом сопла30 мм, диаметр оси сопла 230 мм,Результаты разливки сведены.в табл. 1 и 2 толщина беспузыристой наружной корки (табл. 1) и загрязненность неметалпическими включениями (табл. 2).Устройство для обработки кислородом струи кипящего металла, содержащее распределительный коллектор, сообщенный с системой подвода кнс" лорода, регулирующий орган и форсунку, отличающееся тем, 10 .что, с целью повышения качества металла путем увеличения равномерности кипения и сокращения расхода газа, форсунка выполнена в виде щелевого кольцевого сопла с отношением среднего диаметра щели кольцевого сопла к его ширине, равным 500 - 600.Таблица Опыт лщннарки, мм оризонты слитк мм (расстояние т донной части 500 600 105 25 16 а б.л и ц а 2 30 Индекс за Опыт Горизонты яз" 1614889 о Формула изобретения,5 10 Использование предлройства позволит за счравномерности кипения вповысить качество метдовательно, и слитка иуменыпить расход кислоботку. аемого устувеличения изложнице ла, а следновременно да на обра1614889юг ГСоставитель Р, Сейфуловедактор И. Дербак Техред М.Ходанич Корректор С. Черни и аж ГКНТ СССР омит ет осква,п И П 1 оизволственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 Заказ 3941 ВЙИИПИ Государственного 113035, Подписное эобретениям и открытиям и Раушская наб д. 4/5