Установка для внепечной обработки металла

)5 С 2 00, С 22 ИЗО НИ О АГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П,Бардина(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ ОБР БОТКИ МЕТАЛЛА Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции установок, ис- пользуемых в ковшевой металлургии.Цель изобретения - сокращение времени обработки металла в ковше и повышение . стойкости огнеупорной футеровки ковша.На фиг.1 показана схема установки внепечной доводки.Установка состоит из ковша 1 с плавильной камерой 2, электродами 3 для подвода тока к металлу и пористой пробки 4, крышки 5, плэзмотрона 6, механизма 7 перемеще-, ния плазмотрона, источника 8 постоянного тока системы 9 подачи сыпучих материалов, вакуумной системы 10 и тележки, Ход механизма перемещения плазмотрона ьод по-.зволяет опускать его до дна плавильной камеры.На фиг.2 дан общий вид ковша установки для внепечной обработки, где 0 - диаметр рабочего пространства, заполненного металлом после выпуска плавки; 01 - диаметр рабочего пространства на уровне днища; диаметр плавильной камеры д =- 0,3-0,1(57) Сущность изобретения: установка для внепечной обработки металла включает фу. терованный ковш, крышку, электроды, источник питания постоянного тока, систему дозирования и подачи материалов, вакуумную систему. В днище ковша выполнена плавильная камера; расположенная по центру и имеющая форму, идентичную форме ковша, причем диаметр этой камеры в любом сече. нии, перпендикулярном оси ковша, составляет 0,3-0,7 диаметра рабочего пространства на уровне днища, а глубина камеры составляет 0,2-1,0 ее диаметра, 2 ил., 2 табл,01; глубина плавильной камеры Н = б., Эксплуатация предлагаемой конструкции для внепечной обработки металла в ковше осуществляется следующим образом. Пустой ковш устанавливается на стенде, в него заваливаются легирующие, раскисли- тели и другие металлические материалы, ко-торце необходимо ввести в металл, выплавляемый в сталеплавильном агрегате, плазмотрон опускается до контакта с расплавляемыми материалами и зажигается дуга. После этого производится завалка шлакообразующих. Когда загруженные в ковш материалы расплавятся и металл в сталеплавильном агрегате будет готов к выпуску, производится подача ковша к сталеплавильному агрегату и выпуск в него плавки. Одновременно с плавлением легирующих и шлакообразующих происходит также высокотемпературный разогрев футеровки ковша, причем для этого не требуется специального стенда и времени, затем проводится дополнительная обработка в ковше, либо он непосредственно передается наразливку.В случае необходимости может производиться вакуумная обработка как на времяпредварительного плавления материалов 5так и после выпуска плавки. Во время выпуска металла в ковш происходит интенсивное перемешивание его с жидким ивысокоактивным шлаком, легирующими,. раскислителями, в результате чего резко ускоряются процессы рафинирования металла от вредных примесей и достигаетсяоднородность состава по всему объему ковша,По сравнению с известными конструкциями установок внепечной доводки, в томчисле по сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция позволяет достичь существенного снижения времени внепечнойобработки в результате следующих факторов; ускЬрения процессов рафинированияпри выпуске металла в ковш.с предварительно расплавленными материалами; по-,вышения удельной вводимой электрическоймощности при плавлении твердых материалов в плавильной камере неразогретого ковша; повышения рафинирующих свойствшлака вследствие снижения в нем содержания окислов, поступающих при разрушениифутеровки.Повышение стойкости огнеупорной футеровки ковша достигается благодаря снижению времени внепечной обработкиметалла; перемещению шлаковой зоны впроцессе обработки из плавильной камерыв верхнюю часть ковша; улучшению тепловой работы футеровки при плавлении твердых материалов в плавильной камеренеразогретого ковша.Техническая сущность предлагаемогорешения состоит в следующем. Посколькуплавильная камера ковша имеет существенно меньший диаметр, чем сам ковш, то высота слоя расплавляемых материалов, азатем слоя жидких шлака и лигатуры из ле.гирующих и раскислителей будет в этом случае значительно больше, чем в ковшеустановок известных конструкций, Конкретно это увеличение толщины слоя твердыхили жидких материалов, предохраняющихфутеровку днища ковша и подовые электроды от повреждения, будет пропорционально квадрату отношения диаметра ковшарабочего его пространства) на уровне егоперехода в камеру к диаметру камеры в днище, Этим обеспечивается надежная защитафутеровки дна плавильной камеры и подовых электродов. Оптимальные параметрыпредлагаемой установки определены на основании проведения исследовательских работ и большого числа опытных плавок н,.1экспериментальном стенде для внепечнойобработки металла емостью до 1 т, Еслидиаметр плавильной камеры превышает 0,7диаметра рабочего пространства ковша науровне днища, не обеспечивается достаточный слой расплава для защиты футеровкиднища плавильной камеры при расплавлении минимального количества используе 0 мых для внепечной обработки материалов(3 О от объема выпускаемого, в ковш металла). Устранить повреждение футеровки днища и подовых электродов (при их наличии)путем снижения подводимой мощности в5 этом случае не удается, т,к. материалы, лежащие у стен ковша не плавятся или требуется слишком большое время на ихплавление, а также не прогревается до нужной температуры футеровка ковша,0 Уменьшение диаметра плавильной камеры до менее 0,3 диаметра рабочего пространства на уровне днища ковша ведет кповреждению огнеупоров в верхней частиплавильной камеры и, как следствие, к росту5 содержания окислов футеровки в рафиниро-вочном шлаке, ухудшению его свойств иувеличению времени обработки металла вковше,Минимальная глубина плавильной каО меры составляет 0,2 величины ее диаметра. и определяется тем, что при увеличении еедо этого значения с соответствующим увеличением глубины слоя расплавленных материалов наблюдается непрерывный рост35 стойкости футеровки дна плавильной камеры, Т.е. при различном количестве расплавляемых в одном и том же ковше материаловдля обработки различных марок сталей весь,расплав до достижения им высоты 0,2 диа 40 метра плавильной камеры должен в ней оставаться, при большем его количестве онможет переливаться в остальной объем ковШа и закрыть его днище, Глубина плавиль-ной камеры более ее диаметра45 нецелесообразна, т.к, при этом ухудшаетсяперемешивание расплава, находящегося,т.к. при этом ухудшается перемешиваниерасплава, находящегося в ней, с металлом,выпускаемым в ковш из плавильного агрега 50 та и следовательно, увеличивается времяобработки и снижается стойкость огнеупоров.В соответствии с формулой изобретения спроектирована и изготовлена установ 55 ка для внепечной доводки металлаемкостью 1 т. Эта установка работает в парес плазменной печью емкостью 1 т, в которойпроизводится выплавка исходного металла.Схема этой установки показана на фиг.1,Установка состоит из стэлелозной тележки,1812217 5 10 20 40 ет 0,2-1,0 ее диаметра,Табл и ца 1 Время пред варительног расплавлениматериалов=- О,ЗДб =0,560,62 Д 1 Предлагаемая на которой устанавливается ковш, ковша, крышки и стенда для подогрева, имеющего в свойм составе один плазмотрон, рабочую площадку и тиристорный источник питания постоянного тока на ток до 5 кА и напряжение до 400 В, Кроме этого, установка содержит вакуумную с 1 стему, позволяющую создавать разряжение до 0,1 мм рт.стсистему снабжения технологическими газами, систему подачи кусковых материалов, зонд для взятия проб металла и замера температуры, Три гидравлических цилиндра для подъема крышки установлены на рабочей площадке. В случае, если производится вакуумирование, на ковш устанавливается специальная вакуумная крышка,Подвод тока к подовым электродам ковша осуществляется с помощью контакта, установленного на тележке, который прижимается к контакту на ковше при его установке. К тележке также подведен шланг от рампы с баллоном, и после установки на нее ковша производится подключение аргона к коробке пористой пробки. На фиг. 3 представлен эскйз ковша данной установки емкостью до 1 т. Футеровка ковша изготавливается из двух слоев. Первый слой (внешний) выполняется иэ шамотного кирпича, а второй слой (рабочий) набивной, изготавливается из доломитовой массы, Для этого сначала футеруется днище плавильной камеры, затем вводится шаблон, по которому набиваются стенки плавильной камеры. После этого вводится второй шаблон, по которому набиваются стенки рабочего пространства ковша, Затем оба шаблона извлекаются и производится сушка футеровки. Перед набивкой стен плавильной камеры в ковше устанавливаются два металлокерамических электрода для провода тока к расплавляем ым материалам, а затем к обрабатываемому металлу. Как видно из рисунка на фиг,3, диаметр рабочего объема ковща на уровне днища составляет 520 мма диаметр верха плавильной Тип Соотношение разметановки . вильной камеры камеры равен 320 мм, т,е. составляет 0,62 . диаметра рабочего объема на уровне днища.Диаметр низа плавильной камеры 290 мм, т,е. составляет 0,56 диаметра рабочего обьема на уровне днища,Глубина плавильной камерй равна 0,21 м, что составляет 0,66 ее диаметра в верхней плоскости 0,72 ее диаметра в нижней пло- . скости и в обоих случаях находится в заявляемых пределах, Ковш имеет свободное пространство над уровнем расплава во время обработки около 40 см на случай увеличения объема при его "вскипании". 15 Не, опытной установке описанного устройства были опробованы плавки конструкционной стали 09 Г 2 ФБ и электротехнической стали 34 А. При этом размеры плавильной камеры варьировались в заявляемых пределах, а также выходящих за эти пределы, Для сравнения часть плавок была обработана в ковше без плавильной камеры (прототип). Результаты опробования приводятся в табл,1 и 2. Как видно из этих данных, изобретение25 позволяет существенно снизить время внепечной обработки и повысить стойкость огнеупорной футеровки ковша. Формула изобретения Установка для внепечной обработки металла, включающая футерованный ковш,крышку, электроды, источник питания пЬ- стоянного тока, систему дозирования и подачи материалов, вакуумную систему, о т л ич а ю ща я ся тем, что, с целью сокращения времени обработки металла в ковше и повышения стойкости огнеупорной футеровки, в днище ковша выполнена плавильная камера, расположенная по центру и имеющая форму, идентичную форме ковша, причем диаметр этой камеры в любом сечении, перпендикулярном оси ковша, составляет 0,3- 0,7 диаметра рабочего пространства на 45 уровне днища, а глубина камеры составля1812217Продолжение таблицы 1дельные. величины заявляемых размеров плавильной камеры Т плавильной камеры.оеделвеличины заявляемзм1 Составитель А.ДонецТехред М.Моргентал Корректор А,Мотыль РедакТор Заказ 1559 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 Ф ФФФФФФФ4ФФФФа фФФ .ФФФа ФФФФФФФю аФ Ф6ФФФФ ФФФФ ФФФФФ Ф ФФ