Способ управления процессом циркуляционного вакуумирования стали

Способ управления процессом циркуляционного вакуумирования стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУМПРОВАНИЯ СТАЛИ, включающий .изменение расхода инертного газа по массе металла , отличающийся тем, что, с целью повышения качества обрабатываэмого металла, расход инертного газа изменяют периодически в интервале 75-125% от номинального значения с частотой 0,5-3 колебания в секунду. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что максимум значения расхода инертного газа задают при минимуме массы металла в циркуляционной камере, а минимум :расхода - при максимуме мегсск металла .-, . 4 1 СО G5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(51) С 21 С 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

)," " рФ. ",, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3437712/22-02 (22.) 14.05.82 (46) 15.10.83. Бюл. Р 38 (72) B.Н. Лебедев, Б.П. Чумаков, В.В. Григорьев, А.A. Травин, В.Ф. Ситников, M.M. Кудрявцев, С.И. Дьяков и Г.И. Мартышко (53) 669.046.517(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 1183524, кл. 18 в 7/08, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

:9 478875, кл, С 21 С 7/10, 1973. (54)(57) 1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЫ СТАЛИ, включающий .изменение расхода инертного газа по массе металла, о т л и ч а ю д и и с я тем, что, с целью повышения качества обрабатываемого металла, расход инертного газа изменяют периодически в интервале 75-125% от номинального значения с частотой 0,5-3 колебания в секунду.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что максимум значения расхода инертного газа задают при минимуме массы металла в циркуляционной камере, а минимум расхода — при максимуме масс;—, талла, 1О47967

Изобретение относится к металлургии стали,. а именно к внепечной обработке стали.

Известен способ циркуляционного вакуумирования металла, включающий подачу инертного газа во всасывающий патрубок 13.

Однако г<ри этом способе расход инертного газа в течение всего про.,есса вакуумирования остается постоHH ньтм, 10

I:аиболее близким к предлагаемому является способ управления процессом циркуляционного вакуумирования стали, включающий измерение расхода инертного газа по массе металла (2).

Данный способ характеризуется существенными недостатками.

Так как процесс вакуумной обработки стали при постоянных значениях расхода инертного газа идет в проб 20

<овом режиме, т.е. когда в подьемном рукаве чередуются двухфазные области с преобладанием газовой или металли-есной фазы, то в одном слу.†.ае имеют место крупные газовые пузыри, окруженные металлом, а в дру25 гом — малое количество мелких пузырей. В первом случае, так как удален1с водорода или реакция обезуглеро.-;ввали» и последующая диффузия Со происхо..-„"-т на поверхности этих пу:.ь1рей, TQ !!ðîöåññû дегазации отно:-.г-.åjт:но .=à.=ìåäëåíû вследствие недостаточно развитой поверхности реагирования в среде инертный газ

<. а.п .,Во втором случае, когда в 35 ,-.пух:.;аз.:-.- и области преобладает ме. †.ë:!=:c«;!,"-! фаза, которая имеет внутри себя более мелкие пузыри с .-алым их :-<оличеством, скорость де†:.:эап.-|и pàñïëàâà также снижена из- 40 малe :î гпзосодержания расплава.

" аки:;: образом, прл таком режиме цир. :улнции получают заниженные резуль.ап1 подегаэации металла .относит.=льна возможностей установки.

Кроме !ого, при пробковом режиме р: боты установки, в то время, когда на поверхность металла выходит крупный пузырь, в .камере возникают выплески металла и эабрызгивание стенок камеры и крышки. Следствием этого является дополнительный износ футеровки, поскольку эти скраповины при подогреве камеры окисляются и раз рушают огнеупоры. Кроме того, окисленный металл, сползая со стенок во время вакуумной обработки, окисляет: †:- акуумируемую сталь, ухудшая ее качество.

При проведении процесса циркуляционного вакуумирования при рекомен- 60 дованных расходах инертного газа возникает .пробковый режим, имеют значительные сотрясения вакуумной камеры, которые отрицательно влияют на срок службы огнеупоров и на гер- 65 метичность вакуумных уплотнений, сокращая длительность службы установки, Пель изобретения - повышение качества обрабатываемого металла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом циркуляционного вакуумирования стали, включающему изменение расхода инертного газа по массе металла, расход инертного газа изменяют периодически в интервале

75-125% от номинального значения с частотой 0,5-3 колебания в секунду.

Максимум значения расхода инертного газа задают при минимуме массы металла в камере, а минимум расхода — при максимуме массы металла.

Суть способа заключается в том, что инертный газ вводят во всасывающий патрубок в противофазе с колебаниями массы металла в циркуляционной камере.

На фиг. 1 приведена диаграмма записи на потенциометре КСП-4 массЫ металла в камере во время вакуумирова,ния, на фиг, 2 — зависимости амплитуды колебаний от расхода аргона для полностью успокоенных сталей, на фиг. 3 — кривая изменения массы ме- талла в камере по данному способу.

На кривую изменения количества стали (фиг. 1) накладываются колебания, амплитуда которых составляет около 200 кг и частота около 1 Гц. .Амплитуда колебаний массы металла в камере различна. и зависит от расхода инертного газа и от степени раскисленности стали.

Размах колебаний увеличивается с увеличением расхода газа и уменьшается с увеличением степени раскисленности стали.

Как видно, полный диапазон рабочего изменения амплитуд находится в пределах 100-400 кг при изменении расхода инертного газа от 100 до

500 л/мин. При этом максимальные изменения амплитудь1 колебаний полу- чаются при высоких расходах инертного газа и, кроме того, при малых количествах металла, находящегося в вакуумной камере. В экстремальных условиях, т.е. при самой малой возможной массе металла в камере (при такой, когда в камере присутствует металл, обеспечивающий только скорость циркуляции), в количестве около 1 т и максимальной амплитуде колебаний, составляющей 500 кг, отношение амплитуды колебаний к массе металла составляет 50%. Отклонение от среднего значения, следовательно, +25%. Поскольку эти колебания обязаны своим появлением инертному газу, то колебания его расхода в пробковом режиме также не могут отклоняться от среднего

1047967 больше, чем на 25Ъ. Таким образом, изменение расхода инертного газа в противофазе с колебаниями массы в интервале 75-125Ъ полностью охватывает весь диапазон изменения амплитуд. Большие или меньшие значения вводимого газа будут действовать в сторону увеличения амплитуды колебаний.

Частота колебаний массы металла зависит от амплитуды колебаний, степени раскисленности стали, от температуры вакуумкамеры, температуры металла, и изменяется от 0,5 до

3 Гц. В этом же диапазоне частот следует задавать и частоту изменения 35 расхода инертного газа. При частотах меньших, чем 0,5 колебаний в секунду и больших — 3, мы можем получить увелнчение амплитуды колебаний массы, так как некоторые изменения 20 расхода газа будут совпадать по фазе с .колебаниями металла.

Приемы изобретения направлены на то, чтобы частично или полностью . устранить колебания металла в ваку- 75 умной камере, которые вызваны явлением возникновения пробкового режима продувки расплава при обычном способе ввода инертного газа.

Подавление колебаний осуществляют посредством изменения расхода инертного газа с частотой равной частоте колебаний массы и с амплитудой, соответствующей изменению колебаний металла в камере. При этом изменение расхода инертного газа производят в противофазе с колебаниями расплава в циркуляционной камере, На фиг. 3 приведена кривая изменения массы металла в камере, имеющая те же начальные параметры как 40 и на фиг. 1, но процесс проведен по данному способу. Из рисунка видно, что амплитуда колебаний металла в камере уменьшилась почти в 3 раза. Способ осуществляют следующим образом.

Ковш со сталью, например Ст 35, емкостью 130 т, раскисленной алюминием.при выпуске, при температуре

1600 С устанавливают под рукава циркуляционной установки и во всасывающий рукав дают, например, аргон .в количестве 200 л/мин. Затем рукав камеры погружают в сталь на. глубину

200 мм. После этого включают гароэжекторный насос, который создает разрежение в камере 0,5-5 мм.рт.ст.

8асса металла, находящегося в камере, равна 2 т. Затем расход аргона увеличивают до 400 л/мин. На диаграмме записи массы металла, замеряемой с помощью тензодатчиков, появляются колебания с амплитудой в 400 кг.

Скачкообразно, с амплитудой колебаний в 80 л/мин, т.е. 360-440 л/мин, регулируется расход аргона, причем при максимуме значений массы металла дают 360 л/мин, а при минимуме

440 л/мин. Такое регулирование расхода аргона производят до конца процесса вакуумной циркуляционной обработки. После этого скачкообразный ввод аргона прекращают, номинальный расход снижают до 200 л/мин и в камере создают атмосферное давление.

После опускания ковша металл идет на разливку.

Проведение процесса в таком режиме позволяет удалять из расплава на ЗОЪ больше кислорода, чем при обычной технологии, что в свою очередь уменьшает соответственно коли- . чество оксидных включений в стали.

Увеличивается срок службы огнеупоров среднего и верхнего поясов циркуляционной камеры на 10Ъ.

Ожидаемый экономический эффект около 20 тыс.руб. в год.

1047967

Заказ 7867/29

Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5 а

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель

Редактор Л.Авраменко ТехредМ,Гергель Корректор A.Дзятко