Способ циркуляционного вакуумирования стали

Союз СоввтскмкСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 899665ао делам взобретекк 11 н открытей71) Заявител осковский ордена Трудового Кр институт стали и сплавов(54) СПОСОБ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИном асса металла рукав скоро движения металла м рукаве.1формулы, кинетивисит от массы м лив Как следует иеская энергия залла в сливномго движения. Ма еукаве и скорости са металла опред Изобретение относится к внепечной обработке стали и может быть использовано при проведении процесса вакуумирования стали циркуляционным способом.Известны способы циркуляционного вакуумирования, например, для периодической проточной дегазации стали Ъ,Однако в известных способах не предусматривается интенсификация процесса дегаэации металла путем изменения давления в вакуумной камере в процессе вакуумирования стали.Известно устройство для более интенсивного и равномерного ввода во веасывающий рукав установки циркуляционного вакуумирования стали, которое обеспечивает более интенсивную дегазацию вакуумируемого металла 2,.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ циркуляционного вакуумирования, при котором во всасывающий рукав установки циркуляционного вакуумирования сталивводится инертный газ и в результатеявления "эргазлифта" металл из ковшаподается в вакуумную камеру и затемпосле его дегаэации по сливномурукаву вновь поступает в ковш. Поступающий иэ сливного рукава металлперемешивает расплав в козше. Интенсивность перемешивания определяетсякинетической энергией, которой обладает металл при выходе иэ сливногорукава. Кинетическая энергия определяется по формулеляется только внутренним диаметром сливного рукава, а использованиеэргаэлифта" в сливном рукаве можно получить скорость движения металла не более 0,9 м/с 3,Недостаток известного способа Вакуумирования заключается В том) что увеличение кинетической энергии металла в сливном рукаве можно получить только эа счет увеличения внутреннего диаметра сливного рукава. Если же увеличить размер сливного рукава, для сохранения скорости циркуляции металла необходимо увеличить и размер всасывающего рукава, но тогда стопорное устройство ковша не позволяет погружать рукава установки в расплав, а в связи с этим размеры рукавов и их внутренние диаметры ограничены. Поэтому при вакуумировании стали циркуляционным способом в ковше образуются как бы застойные зоны, из которых металл не может поступать к всасывающему рукаву установки и, следовательно, не дегазируется, что снижает качество вакуумируемого металла и увеличивает время вакуумирования.Целью изобретения является сокращение времени вакуумирования и повышение качества вакуумируемого металла.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу циркуляционного вакуумирования стали, включающему ввод во всасывающий рукав установки циркуляционного вакуумирования стали инертного газа, периодически изменяют давление в вакуумной камере со скоростью 16- 18 мм рт.ст./с от 1-2 мм рт,ст. до 35-58 мм рт.ст. с периодом 10-15 с.На фиг. 1 представлена схема циркуляционного вакуумирования стали в установке; на фиг. 2 - кривые изменения скоростей движения металла в рукавах установки при различных скоростях увеличения давления в вакуумной камере; нафиг. 3 - то же, при различных скоростях снижения давления в вакуумной камереУстановка циркуляционного вакуумирования стали состоит из вакуумной камеры 1, всасывающего 2 и сливного 3 рукавов, вакуум-провода 4 и вакуумного затвора 5.Движение металла во всасывающей рукаве 2 происходит вследствие возникающего в нем перепада давления И ЗО 35 40 45 Я 55 ЬР . Слив металла из сливного рукава происходит от перепала давления Ь Р , которое :оздает избыточный слой металла в вакуумной камере 1,При снижении давления в вакуумной камерев рукавах установки возникает дополнительный перепад давления Ь Рс тогда во всасывающем рукаве 2 перепад давления равен ЬР - Ь и, и расход металла снизится, а в сливном рукаве 3 перепад давления равен 1 Р + ЬРИ, и расход металла и, соответственно, скорость его движения увеличатся.При увеличении давления в вакуумной камере 1 вновь возникает пере- пад давления ЬР в рукавах установки, но в этом случае перепад давления во всасывающей рукаве 2 равен Р + Ь Ру, и расход металла в нем увеличится. В сливном рукаве 3 перепад давления равен Ь Рсл - Ь РВ 9 Л и скорость движения металла в нем снизится.Таким образом, производя вариацию, давления в вакуумной камере 1, периодически увеличивают скорость движения металла в сливном рукаве 3, чем обеспечивается интенсивное перемешивание металла и ликвидация застойных зон расплава в ковше.При импульсном вакуумировании оптимальным гидродинамическим режимом будет такой режим, при котором скорость увеличения давления в вакуум - ной камере должна прекращать поступление металла через всасывающий рукав, а скорость снижения давления должна быть такой, чтобы поступление металла через сливной рукав отсутствовало.Определение необходимых скоростей изменения давления в вакуумной камере, которые бы обеспечили оптимальиый гидродинамический режим, проводилось методом физического моделирования.Проведенные исследования показали, что при увеличении давления в ваку умной камере со скоростью 16- 18 мм рт.ст,/с поступление металла через всасывающий рукав отсутствует (фиг.2), .а при снижении давленияэтой скоростью слив металла через сливной рукав не наблюдается. Следо. вательио, скорость изменения давления в вакуумной камере, равная 16- 18 мм рт.ст,/с оптимальна при импульсном вакуумировании металла.Период полного цикла при этом,в зависимости от конечных величиндавления в вакуумной камере, составляет 10-15 с,Способ циркуляционного вакуумирования стали осуществляется следующимобразом.Установка циркуляционного ваку -умирования стали устанавливаетсянад ковшом с расплавом. Рукава уста Оновки погружают в ковш с расплавомна глубину 600 мм. Включают вакуумный насос, в вакуумной камере 1 создается разрежение, и металл в результате разности давлений по рукавам 12 и 3 заполняет вакуумную камеру 1на высоту 0,3 м. Во всасывающий рукав 2 вводтся инертный газ, иметалл в .результате явления "эргазлифтаначинает циркулировать по гидравлическому контуру "установка циркуляционного вакуумирования сталиковшПосле окончания пускового режимав вакуумной камере 1 устанавливается 25давление 1-2 мм рт.ст. Оператор перекрывает вакуумный затвор 5, и в. вакуумной камере 1 в результате поступления инертного газа 0,25 м /минЪи газовыделения из металла за 2-3 с 30увеличивается давление до 35 мм рт.ст.При этом через сливной рукав 3 вакуумной камеры 1 уходит 800 кг металлаи скорость его движения возрастаетот 0,9 до 1,6 м/с, кинематическаяэнергия при этом увеличивается в3,2 раза. Как только давление в вакуумной камере достигнет 35 мм рт.ст,оператор открывает вакуумный затвор5, и металл из ковша через всасывающий рукав 2 вновь за 2-3 с заполняет вакуумную камеру 1. Как толькодавлениев вакуумной камере 1 достигнет 1-2 мм рт.ст оператор вновьперекрывает вакуумный затвор 5. Таким образом, производя вариациюдавления в вакуумной камере 1, осуществляют интенсификацию перемешивания металла в ковше с целью ликвидации застойных зон,Время вакуумирования для ликвидации застойных зон металла в ковшепо известным способам составляло10-12 мин, при использовании предлагаемого способа для полной дегазацииметалла требуется только 8-9 мин,кроме того, в обрабатываемом металлеснизилось содержание О на 10-153и неметаллических включений на 5-103,пс сравнению с плавками, на которыхне использовался данный способ.Ожидаемый экономический эффекттолько за счет сокращения временивакуумирования составит 20000 руб.в год.Формула и зобретенияСпособ циркуляционного вакуумирования стали, включающий ввод .во всасывающий рукав установки циркуляционгого вакуумирования стали инертного газа, о т л и ч а ю щ ч й с я тем, что, с целью сокращения времени вакуумирования и повышения качества вакуумированного металла, периодически изменяют давление в вакуумной камере со скоростью, 16-18 мм рт.ст./с от 1-2 мм рт,ст. до 35-38 мм рт,ст. с периодом 10-15 с.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Р 164447,кл. 186 7/03, 1964.2. Патент ФРГ 9 111 1224,кл. 18 в 7/08, 1964.3. Патент ФРГ Ф 1098971,кл. С 21 С 7/06, 1961..Николайчук Техред И, Гайду Коррек акт карен каз 12075/35ВНИ 586 ПодписноР 3 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лиа Ти ИПИ Государ по делам иэовенного комитета етеиий и открыти Рауаская наб д