Способ продувки металла в ковшепорошками

(22)Заявлено 04.04,79 (21) 2745611/22-02 51)М. Кл. С 21 С 7/00 присоединением заявки Геаударвтвепвй квеи СССРДата опубликования описания 26.06.81 Ю. М. Кузнецов, Л. К. Шляпников, В, А. И. П. Чачило, С. И. Чуваев и В. ЯОрм) СПОСОБ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА В КОВШЕ ПОРОШКАМИние относится к черной в частности к продувке овше порошкообразнымн маИзоб металлур металла териала мнеОдним из эффективных способов получения стали с низким содержанием серы является способ продувки металла в ковше порошкообразными реагента- ми, вводимыми в металл в струе гаэаносителя через погружные фурмы.1Общим недостатком известных способов обработки жидкого металла нейтральнымн газами и порошками при верхней и донной продувке в ковше является частый выход иэ строя фурм вследствие забивки их устья металлом,1Известен способ вдувания газопорошковой смеси в металл со скоростями 10-40 м/с. Эти скорости соответствуют докритическому режиму истечения газо- порошковой смеси, при котором в выход 20 ном сечении фурмы всегда устанавливается давление, равное внешнему давлению - сумме ферростатического давпения столба металла над уровнем выходного сечения фурмы и абсолютного давления газовой атмосферы, окружающии металл 11Недостатком способа является то, что пульсации внешнего давления, например, из-эа колебаний уровня метал. ла, вызывают соответствующие пульсации в расходе газопорошковой смеси, и приводят к закупорке фур 1 ы.Наиболее близким к предлагаемому является способ передела чугуна в сталь, включающий вдувание в металл порошкообразной извести струей кислорода под давлением 2-25 атм.Способ осуществляют следующим образом. В зависимости от технологии выплавки стали и геометрических характеристик (сопротивления) фурм назначают несколько давлений кислородана входе в фурмы в пределах 2-25 ати и регулируют их в течение всего периода продувки по специальному закону. Закон регулирования давления кис35 3 8401 лорода на входе в фурмы подбирается опытным путем. Разные давления кислорода перед фурмами обеспечивают разную "жесткость" истекающих из них струй.Таким образом, процесс продувки чугуна ведут при регулировании расхода кислорода по его давлению на входе в фурмы. При этом обеспечивается более гибкое ведение процесса 21.Однако основной недостаток способазакупоривание устья фурмы металлом вследствие пульсаций внешнего давления и соответственно газопорошковой струи. Кроме того, не устраняется15 закуперивание металлом, поскольку продувка ведется в докритических режимах, при которых давление в устье фурмы не превышает внешнего давления,Цель изобретения - предотвращение эакупоривания, фурмы металлом и повышение надежности процесса вдувания порошков.Поставленная цель достигается тем, что процесс вдувания порошков в струе 25 газа под давлением в объем металла через фурму осуществляют при давлении газа ввыходном сечении фурмы, превьпаающем в 1,2-1,3 раза внешнее давление, равное сумме ферростатического давления столба металла на уровне выходного сечения фурмы и абсолют ного давления газовой среды, окружающей металл.Избыточное давление в выходном сечении фурмы обеспечивает критический режим истечения газопорошковой смеси, а также существование за соплом фурмы некоторой эоны сверхзвуковых скоростей. При наличии сверхзву ковых скоростей истечения система как бы "изолируется" от внешней среды и пульсации внешнего давления в этом случае уже не могут передаваться против течения газопорошковой 45 смеси, вследствие чего и достигается повышение надежности процесса вдувания порошков в металл.В статических условиях внешнее давление равно сумме ферростатического давления столба металла и внешнего давления окружающей среды.При продувке уровень металла колеблется и к статической величине .внешнего давления добавляется волновая составляющая. Например, при процувке металла инертными газами ковши подают на обработку с недоливом примерно на 0,5 м по высоте. Этот за 36 4пас исключает перелив металла черезкромку ковша при колебаниях его уровня во время продувки.207.-ный запас давления в устье фурмынедостаточен для изоляции системы пылевдувания от пульсирующего внешнегодавления. Увеличение запаса давленияв устье фурмы более 307 нецелесообразно из-за усложнения оборудованияавтоматического регулирования системыеНа фиг.1 показана принципиальнаясхема реализации предлагаемого способа; на Фиг.2 - поперечный разрез фурмы, иллюстрирующий работу измерительного органа в устье фурмы,Способ осуществляют следующим образом.В металл, находящийся в ковше 1,через погруженную фурму 2 вдуваютпорошкообразный материал, подаваемый к фурме через гибкий трубопровод3 от смесителя 4, в который поступает порошкообразный материал из питателя 5 и газ-носитель из газовогоколлектора 6,От газового коллектора к смесителю подходит газопровод, на которомустановлен отсечный клапан 7, расходомер 8, регулирующий дроссель 9. Система автоматического управления содержит дифференциальное устройство (ДУ)10, задатчик давления 11 и импульсные линии 12 и 13. По линии 12 ДУполучает импульс давления из выходного сечения фуроры, апо линии 13 ДУподает управляющий сигнал на регулирующий дроссель 9.Собственно фурма 1,фиг,2) содержитнаружную трубу 14, покрытую огнеупорным слоем 15 и центральный канал 16,оканчивающийся цилиндрическим соплом17. Между трубой 4 и каналом 16 находится. импульсная полость 18, которая внизу при помощи трубки 19 соединяется с выходным сечением фуроры, авверху соединяется с импульсной линией 2. Продувку металла порошками в ковше 1 осуществляют, когда фурма 2 находится в опущенном положении и в нее от коллектора 6 через открытый клапан 7, расходомер 8, регулирующий дроссель 9, смеситель 4 и гибкий тру-. бопровод 3 поступает чистый газ. Перед пуском порошка, исходя из заданной глубины погружения фурмы, находят требуемое давление газа в выход5 8401 ном сечении сопла 17 и величину это. го давления устанавливают на задатчи" ке 11.Пуск порошка осуществляют включе" кием в работу питателя 5. Одновремен 5 но вводится в действие дифференциальное устройство (ДУ) 1 О, на которое поступает два сигнала: постоянный от задатчика 11 и переменный из выходного сечения сопла 17. Переменный 10 сигнал передается к ДУ 10 через трубку 19, полость 18 и линию 12. Если давление в выходном сечении сопла 17 становится больше требуемого (установленного на задатчике 1 з 11), то ДУ 10 прикрывает дроссель 9 и наоборот, если меньше, то открывает этот дроссель. Связь ДУ 10 с дросселем 9 осуществляется по линии 13.У П р и м е р. Продувку металла порбшками осуществляют в открытом ковше при погружении фурмы в металл на глубину 3 мферостатическое давле ние 2,74 кгс/см )и атмосферном давлении 1 кгс/см . На задатчике 11 (фиг.1) устанавливают избыточное давление 3 кгс/см, что соответствует абсолютному давлению в устье фурмы З 0 4 кгс/см , в 1,2 раза превышающему внешнее давление, и включают в работу питатель 5 и дифференциальное устройство 1 О. В дальнейшем режим продувки при установленном избыточном давле 36 6нии в выходном сечении фурмы поддерживают автоматически.Предлагаемый способ позволяет предотвратить закупоривание устья фурмы металлом и повысить надежность процесса пылевдування,в результате чего увеличивается стойкость фурм и повышается усвоение металлом вдуваемых порошкообразнйх материалов.Формула изобретенияСпособ продувки металла в ковшепорошками, включающий ввод порошковв струе газа под давлением в объемметалла через фурму, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью предотвращения закупьривания фурмы металломи повышения надежности процесса пылевдувания, ввьд порошка в металл осуществляют при давлении газа в выходном сечении фурмы, превышающем в1,-1,30 раза давление, равное суммеабсолютного давления газовой среды,окружающей металл, и ферростатического давления столба металла на уровне выходного сечения Фурмы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Уотановка для вдувания порошкообразных соединений кальция через Фур"му в ковш под уровень металла.-Экспресс-информация института 1 ЧерметинФормация", 1977, с.20, в.4.2. Патент СССР В 592366,кл. С 21 С 5/28, 1975.,840136 Составитель В. Бреусактор С. Патрушева Техред И.Голинка Корректор С. 111 екм 618митета СССР Подписное рити аб., д лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна аказ 4667/34 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москрстве изобр а, Жого ко ений иРауша