Камерная установка доводки расплавленного металла

СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК С 7/00, В 22 О 1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО .СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕНТНОЕ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАТЕНТУ 2(54) КАМЕРНАЯ РАСПЛАВЛЕННО (57) Использовани ство, а именно вне ковше в процессе кой на МНЛЗ или установка содержи аксиально распол скным футерован внутри которого со ная продувочная ф снабжена желобом пример ферроспла терованного цили боковой поверхно ные устройства топлива и окислит ическии Для повышения эффективности обработки стали разливочный ковш помещают в камеру, герметизированную крышкой, снабженную отсосом, продувочной фурмой вводом ферросплавов (4),Согласно этого известного решения металл подвергают интенсивному перемешиванию в ковше путем продувки инертным газом с эвакуацией отходящих газов посредством отсоса (насосом) из камеры, что повышает степень дегазации металла,Однако данное техническое решение характеризуется существенными недостатками, связанными с возможными выбросами металла в процессе его вскипания при продувке, сложностью герметизации камеры, громоздкостью конструкции и значительными энергозатратами, а также и необходимостью развитого энергохозяйства,и(56) Власов Н,НКороль В.В., Радя В.С. Разливка черных металлов. Справочник, - М.:Металлургия, 1987, с, 88, рис. 56 а,То же, рис. 56 б.То же, с. 89, рис. 57,Новик Л.М. Внепечная вакуумная металлургия стали. - М.: Наука, 1986, с. 79, рис. 49.Кнюппель Г, Раскисление и вакуумнаяобработка стали. - М,: Металлургия, 1984,с, 354, рис. 342. Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к плавильному производству и может быть использовано при внепечной обработке стали в ковше в процессе ее доводки перед разливкой на МНЛЗ или в изложницы,Другое известное аналогичное решение для решения той же задачи включает продувку расплавленного металла инертным газом с помощью вертикальной подвижной фурмы (2).Эти известные решения включают также и ввод сверху в разливочный ковш присадок, например ферросплавов и различных добавок (3).Перечисленные решения обладают существенными недостатками, заключающимися в низкой степени обработки стали, связанной со слабой дегазацией расплава и значительным уносом металла из ковша,УСТАНОВКА ДОВОДКИ ГО МЕТАЛЛАе; плавильное производпечная обработка стали в ее доводки перед разлив- в изложницы, Сущность: т разливочный ковш с кооженным подъемно-опуным полым цилиндром, осно размещена подвижурма, а его входная часть для ввода присадок, навов; в верхней части фундра тангенциально его сти установлены горелочснабженные подводами еля. 2 ил., 1 табл.8 результате перечисленного снижается эффективность обработки стали, а следова 1 ельно и ее качество,Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является камерная установка доводкирасплавленного металла, включающаяразливочный сталь ковш с коаксиальнорасположенным подьемно-опускным футероеанным полым цилиндром, внутри которого 10соосно размещена подвижная продувочнаяфурма, а его входная часть снабжена желобом для ввода присадок, например ферросплавов и др, материалов (5).Задача настоящего изобретения заключается в повышении качества стали за счетповышения эффективности обработки ее вразливочном ковше, в процессе ее доводки.Технический результат достигается тем,что в верхней части футерованного цилиндра. тангенциально его боковой поверхностиустановлены горелочные устройства, снабженные подводами топлива и окислителя,Зто приводит к тому, что внутреннюю поверхность футеровки, вне эоны расплавленного металла, поддерживают горелочнымиусгройствами на температурном уровне нениже температуры плавления присаживаемых материалов, что способствует расплавлению мелкодисперсных частиц осевших на 30поверхности и спуску (стеканию) их в жидком состоянии в расплавленную сталь. Приэтом также сокращаются и тепловые потерис поверхностью зеркала металла в полостицилиндра. Кроме того, результат достигается и тем, что тангенциальная установка горелочных устройств приводит в процессе ихработы к формированию вихревого движения газов и, как следствие, к созданию устойчивого реализуемого разрежения внутри 40вихря, что способствует активной дегазациирасплавленной стали непосредственно с еечистой поверхности, расположенной в полости цилиндра.На фиг, 1 и фиг, 2 схематически показана камерная установка доводки расплавленного металла,Она включает разливочный ковш 1 срасплавленной сталью, соосно ковшу на егокрышке расположен подьемно-опускной 50футерованный полый цилиндр 2, внутри которого по его оси размещена подвижнаяпродувочная фурма 3, а его входная частьснабжена желобом 4 Для ввода присадок вполость цилиндра. В зависимости от размеров ковша 1, т.е, его емкости внутреннийдиаметр цилиндра 2 составляет 600-1200мм, а его высота 1800-2200 мм. при этомобщая толщина футерровки на сторбну ориентировочно равна 230 мм. В верхней части цилиндра 2 на расстоянии 1/3-1/2 его высоты установлены горелочные устройства 5, снабженные подводами топлива и окислителя соответственно 6 и 7.Работает установка следующим образом,Разливочный ковш 1 состалью, выпущенной из печи, устанавливают под вертикальным подьемно-опускным футерованным полым цилиндром 2, который погружают нижней частью в расплав (на 200-400 мм), при этом зеркало металла в ковше вне футе-. рованного полого цилиндра защищают от окислителя шлаком, а внутри цилиндра 2 оставляют чистым, куда через желоб 4 присаживают ферросплавы с легирующими элементами и раскислители, которые вводят внутрь цилиндра 2 сверху в виде кусковых (дробленых) материалов и перемешивают их с расплавом путем продувки через подвижную продувочную погружную фурму 3.В качестве газа для продувки расплава используют аргон или азот, Нижний срез фурмы 3 находится в обьеме металла на расстоянии 500-1000 мм от днища ковша 1. П родолжительн ость и родув ки для гомогвнизации металла в обьеме ковша составляет 3-5 мин, для перемешивания с целью рафинирования жидкой стали 5-10 мин. В процессе истечения из фурмы 3, в расплаве струйки газа распадаются на мелкие пузырьки и выносятся через зеркало незащищенного шлаком металла, в данном случае через полость цилиндра 2, Интенсивность выделения газов из жидкого металла будет возрастать при создании разрежения над зеркалом металла, Для доводки стали в ковше в чистый металл через полость цилиндра присаживают сверху ферросплавы с легирующими элементами, например РеСг, ЯМп, Ге 9 и раскислители и переме. шивают их с расплавом в процессе продувки, При этом интенсивность барботажарасплаве и выделение газов из расплава возрастает. Одновременно внутреннюю поверхность футеровки цилиндра выше границы расплавленного металла поддерживают на температурном уровне не ниже максимальной температуры плавлению загружаемых материалов (присадок), например ферросплавов, путем ее дополнительного подогрева горелками 5. В этом случае частицы пыли (мелкодисперснае Фракция присадок) расплавляются и при по. падании на поверхность футеровки вместе с каплями уносимого металла будут в жидком виде стекать в расплав, при этом их оседание на Футеровке прекращается, что исключает настылеобразование.5 10 20 30 35 40 ко-Хдлиловскоге к;дт;1 б45 Исходные дзянь.;,"1 50 55 Л в - Форсированного и экономического процесса плавления частиц на поверхности футерс 1 вки практически достаточно поддерсанле ее температуры на 20-70"С выше та:"п.ра уры плавления максимальной темг 1 е: ит ры вводимых присадок. Поддержанс", гкого температурного уровня обеспечивс 1 сл стекание капель металла, осевших на футсронка с ее поверхности обратно в жидкий мссалл, сохраняя футеровкучистой, на коя врой отсутствуют условия образования нас.тылей, Таким образом, на пути поступло ия присадок нет препятствия (повышенного гидравлического сопротив- ЛЕНИЯ) Со СТОРОНЫ НаСтЫЛЕй, ЧтО ПОВЫШаЕт качестяс. доводки стали (с точки зрения нор мальног- ввода присадок) и равномерность у;,аления отходящих газов. Г 3 ри этом УСтРи .явтСЯ ПОДСОС ВОЗДУХа К ЗЕРКаЛУ ЧИС- того и. гглла, а температурный потенциал ВВОД: льгх ОРиеаДОК ПОВЫШаЕтСЯ - За СЧЕТ прог 1 .:;:точного воздействия высокотемпературни:х газов и увеличения их скорости в зада, .О" Обьеме полости вертикального цил 1 ь, т: в . Сохранение чистым отводящего 2 тракт; ню.осредственно над зеркалом металла,;ел. ивает пропускную способность ВЫдеяя. лмк ГаЗОВ. ДЛя дОПОЛНИтЕЛЬНОГО их вь,-.елг.нля при заданной степени пере- месс.,:.;.:.;я расплава, над зеркалом чистого мит".ла целесообразно поддврживать регуя. и"у".:; е разряжение, Данный техничесс" результат достигается принудительным тс;осогл газов с зеркала чистого меть я. пу 1 ем установки горелочных устройи и б тлнгенциально боковой поверхности цняг н;.:,ра 2,П;, т:.Ом (тангенциальном) вводе знергстносителя, в качестве которого исполину:т Опливоокислительную смесь, поДае ОгЛУГО ПОД ДаВЛЕНИЕМ ПОСРЕДСТВОМ горело б в полости цилиндра 2 создается пони;енное давление, способствующее вски 1 с:н:1 О раскисленной стали, которое умен и:.е-ся при восстановлении атмосфе р н с,г с:;,я аления, Ори создании незначительного разрежения кипение металла возоб о:.:.ляется и усиливается при увеличении разбоеения, Кипение вызывается выделенслсял растворенных в металле газов, т.е.путе: тзгленения разряжения над поверхность глеталла можно осуществить процесс дзглзации управляемым, За счет сник:. и 1 я парциального давления водорода и азо- ,1 р. слсходит выделение этих газов из жида,. Вталла как путем десорбции с повер: ности и диффузии растворенных газовВ Пои;.:Хноо.НЫй СЛОЙ; таК И ПУТЕМ ДИффУ- зии :.:п.цывающие пузырьки окиси угле- . рада С 1,я,:;ОрбцИИ В ГаЗОВуЮ фаэу, За СЧЕТ облегчения выд,лен . л,..обеспечивается дои:,:;: ,ческой однороднпси иь;р.;и ими,гь иратуры в Обьеме стая, рПОВЫШЕНИЕ ОДНОРОДНО.,н с:,;л, . :,свойств, Ввод в такойг 1 с. ья ;,кисленный) метг л ле,;,; ии 1Обеспечивает в проИ-,сс-. г 1,ние более чистои стая;. гн;: 1 дметаллических ая ы нГ: ,металл незначительно с дообразующих злеглен г;,;, -, ,.1ное влияние азспа н ", "есодержании, Чистоа Ог 1;.," ., - .н;,д од Ость лмса,: стабильность свойств л;-;, пределах слитка и ряи:,; димой стали прсл любс:,л с " ь:ПрИ ЗтОМ СтаНОВцгоя ярпроизводительность .;:.:гатов, снизить рясхс. г; я:.с 1 итов, уменьшитСледует также Отслою н-;.:,-.СтаЛИ ПО даННО"Лу ГО.;.Или,:;,С требует мин и ма я ь н ь :,:;:,; сгетических затра; н.-"; усложняет технолап.1;.действующих сталенязи 1:яьнь:"с .р ," .Таким Обрз.:. г . рс;: : .:.г;, г:изобретения позис 1 л, т;с иНОСТЬ ОбрабОтН ПутСГ.тгр;:.ности образован 1.:, не, т 1.,газов, снижение ны,-.,:;ун;.-,я г.:присадок и карт еунсс;.:.:,; Ос 1,:,шения степени легл;.:яср . "- грева присаж 1 лваа:.ь:. д", -р.:,уМЕНЬШЕНИя т 1 ОСгоооаСНИЖЕНИЕ тЕПЛОг,о ГИРЬ .и.: . линдра, В резуль" г 1 т- в:; .-.;растает качество Об;,.:экономичность пинциссс, бр"ПрИМЕр КОНрвтН,: - , ИЬ 1 С ловиях электроста.г,;я,.;:-.:, ". ". сталеразли во ы ьил хо я, и;.: : с Герметическ 11-,. г, р., ;,;,линдра:- высота1300 глг,1- диаметр внутр, - 1 ,=,р;- диаметр наруя, .: .:;.;Глубина погружс.к .11 я;ипла в - 200-300 м,"1.Характерист 1 лха Фу ;:ноземистая с содер;хя и:;Установка цги 1 н,дрл -ПЛаВИЛЬНОГО КОВОЗя, С ОС.;-. ь",Отопление селят:др,:душных горелок.1836442 ты опытной проверки Прототип щины, рванины), О/ и включениями 5 0,64 иднь/т стапи Расход природного газа на горелки 30- 50 м /ч,Установка горелок - на боковой поверхности цилиндра, тэнгенциально ей, на расстоянии 1100 мм от нижнего торца цилиндра.Характеристика присадок, загружаемых в сталеразливочнь 1 й ковш - кусковый - РеСг; 51 Мп; Ге% и др., фракции до 2 мм - 10-15 , тпрр =1540 ОС,Характеристика обрабатываемой стали - спокойные трещиночувствительные марки типа 40 Х,Сопоставление рассматриваемого способа производили в сравнении с решением, взятым в качестве прототипа и используемого в камерной установке доводки стали ЗСПЦ ОХМК,При составлении проб, отобранных 10 ти плавок сравниваемых решений, получены следующие средние практические результаты, представленные в таблице.5 Формула изобретенияКамерная установка доводки расплавленного металла, включающая разливочный стальковш с коаксиально расположенными подъемно-опускным футерованным полым 10 цилиндром, внутри которого соосно размещена подвижная продувочная фурма, а его входная часть снабжена желобом для ввода присадок, например ферросплавов, о т л ич а ю щ а я с я тем, что в верхней части 15 футерованного цилиндра тангенциально егобоковой поверхности установлены горелочные устройства, снабженные подводами топлива и окислителя,Составитель Л. ПетроваРедактор Техред М,Уоргентал Корректор Н. Корол изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Г Заказ 3009 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, РаушПодписноеениям и открытиям при ГКНТая наб 415