Устройство для внепечной обработки стали

Устройство для внепечной обработки стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам для внепечной обработки стали и может быть использовано для введения раскислителей, легирующих и рафинирующих присадок. Цель изобретения - повышение качества металла, равномерности распределения вводимых элементов и снижение расхода присаживаемых материалов. Связующим элементом устройства является смеситель 1, к которому крепятся приемные 2, 3, погружной 4 и сливной 5 патрубки. Внутренние диаметры D смесителя и патрубков одинаковы. Длина погружного патруба L равна 0,6- 0,7 высоты рабочего пространства ковша Н, а патрубок 3 введен в смеситель под углом

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1401056 А 1 (ц 4 С 21 С 7 06, 7 064

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4053973/31-02 (22) 09.04.86 (46) 07.06.88. Бюл. ¹ 21 (71) Московский институт стали и сплавов (72) А. И. Преображенский, Ю. А. Чернов, Л. С. Горохов, А. Ф. Вишкарев, А. М. Лонгинов, Ю. И. Небосов, М. М. Кудрявцев, Ю. М. Крут, Г. С. Артемьев и В. И. Сулацков (53) 669.046.558.7 (088.8) (56) Ефимов В. А. и Скок Ю. А. Способы введения раскислителей и модификаторов в жидкую сталь.— М.: Черметинформация.

Сер.: Сталеплавильное производство, 1985, вып. 1, с. 12 — 16.

Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка.— М.: Металлургия, ч. 2, с. 354 — 355. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНЕПЕЧНОЙ

ОБРАБОТКИ СТАЛИ (57) Изобретение относится к устройствам для внепечной обработки стали и может быть использовано для введения раскислитслей, легирующих и рафинирующих присадок.

Цель изобретения — повышение качества металла, равномерности распределения вводимых элементов и снижение расхода присаживаемых материалов. Связующим элементом устройства является смеситель 1, к которому крепятся приемные 2, 3, погружной

4 и сливной 5 патрубки. Внутренние диаметры D смесителя и патрубков одинаковы.

Длина погружного патруба 1 равна 0,6—

0,7 высоты рабочего пространства ковша Н, а патрубок 3 введен в смеситель под углом

1401056

40 — 50 . Точка пересечения патрубка 5 с осью патрубка 4 находится выше аналогичной точки оси патрубка на (1 — 2) D. С целью усиления процессов массообмена ввод для подачи инертного газа расположен относительно точки пересечения осей патрубков 3 и 5 на расстоянии (+-1/2) D. Смеситель устанавливается на раме 6, которая ставится на ковш 7. Сталь из плавильного агрегата вводится в один из приемных патрубков, в другой при этом подаются добавки, возможен вариант введения алк>мнния в тот же патрубок, что и сталь. Обработку стали начинают в момент закрытия металлом нижнего среза патрубка 4, а заИзобретение относится к металлургии и может быть использовано для введения раскислителей, легирующих и рафинирующих добавок в жидкую сталь.

Цель изобретения — повышение качества металла, равномерности распределения вводимых элементов и снижение расхода присаживаемых материалов, а также увеличение скорости процессов массообмена.

На чертеже представлено устройство для внепечной обработки стали. общий вид.

Смеситель 1 является связующим элементом устройства, к которому крепятся приемные 2 и 3, погружной 4 и сливной 5 патрубки. Стальной корпус смесителя снаб- ) ! жен опорами, с помощью которых смеситель с патрубками устанавливается на несущей раме 6. Рама снабжена ограничителями, обеспечивающими установку устройства относительно сталеразливочного ковша 7 в необходимое положение. 20

Сливной патрубок 5 введен в смеситель выше места ввода приемного наклонного патрубка и имеет длину, при которой его конец находится над лотком 8, установленным на несущей раме. Угол наклона лотка относительно горизонтальной плоскости равен 10 †. Приблизительно на уровне пере сечения приемного патрубка 3 со смесителем расположен ввод для подачи инертного газа в устройство. Внутренняя поверхность устройства футеруется огнеупорными мате- 30 риалами, при этом погружной патрубок имеет футеровку из огнеупорных материалов на внешней и внутренней поверхностях.

11ринцип работы устройства состоит в том, что выпускаемый из сталеплавильного агрегата металл вводится в один из 35 приемных патрубков устройства, в другой патрубок подаются легирующие, раскислители и рафинирующие добавки. После канчивают при наполнении ковша на 90Я.

Сливной патрубок 5 используют для скачива ния шлака. Обработка стали, содержащей 0,018 — 0,020ЯЯ и 0,03 — 0,05 / 0, ее подача со скоростью 3 кг/с вместе с 0,45 кг/т алюминия через патрубок и 15 кг/т синтетического известково-глиноземистого шлака через патрубок 2 и продувка аргоном с расходом 0,3 — 0,5 л/с позволяет добиться усвоения шлака 78,1 — 83,6Я, десульфурации

79,4 81,6Я при активности кислорода

0,0009 — 0,0014Я и колебаниях содержания алюминия по высоте ковша емкостью 100 кг не более 0,02Я при содержании алюминия

0,040 — 0,044Я. 4 з.п. ф-лы, 1 табл. 1 ил. смешивания в смесителе, металл по погружному патрубку подается в ковш.

Обработка металла в процессе выпуска плавки из агрегата может проводиться по нескольким вариантам, применение которых определяется свойствами и назначением присаживаемых материалов. Введение присадок в ряде случаев целесообразно проводить в приемные патрубки раздельно. Например, алюминий присаживают в тот же патрубок, в который вводят выпускаемый металл, а модификаторы и рафинирующие добавки вводят в другой патру бок. В этом случае в смесителе происходит смешивание присадок с металлом, в котором в процессе его движения по патрубку происходит частичное растворение раскислителя. Этот прием при непрерывном вводе алюминия в виде проволоки или гранул позволяет повысить эффективность использования добавок, рафинирующее или модифицирук>щее действие которых усиливается при взаимодействии с раскисленным металлом.

Для равномерного распределения присаживаемых материалов в потоке металла подача инертного газа сосредоточена в месте пересечения приемных патрубков. Введение в устройство инертного газа производится не только для усиления перемешивания металла с добавками и, следовательно, для повышения скорости процессов массообмена, но также для создания избыточного давления во внутреннем объеме устройства.

Так как обработка металла начинается в момент закрытия нижнего среза погружного патрубка поднимающейся поверхностью расплава в ковше, то создание в этот период избыточного давления инертного газа способствует уменьшению количества увлекаемого в устройство воздуха струей металла и потоком жидких или сыпучих присадок.

1401056

7. а, 7, К, Г мм

c„„, Зоо

62,4 О 044 0,0030 65,6

О,ОЗ1 зо

20 зоо

Без патрубка (0,5H) (0,5H) (1D) О, 042

78 1 — - — -- 0 0013

0,040

79 6

360

240

4О

10 2О (О,5D) (1D ) (0,6Н) (0,4Н) О,О42

83 6 — - — -- Π0009

0,043

81 6

390

210

30 (О, 65H) (0,35H) (00) (1D) О, 044

81 О

0,042

О 0014

420

-10

40

180

79,4 (0,7н) (о,зн) (-0,5D ) (2D)

-20 60 (-10) (30 ) 7 1, 2 — - - — — О, О О 1 6

О,047

71,2

480

120

60 (0,8Н) (0,2Н) к

В знаменателе приведены значения концентрации алюминия в объеме металла, в числителе — в верхних слоях металла.

После смешения с присадками поток металла движется по погружному патрубку в ковш. Так как из погружного патрубка металл поступает в придонную часть расплава, его поверхность остается спокойной в течение всего процесса выпуска, что позволяет проводить защиту металла от вторичного окисления с помощью покровного шлака.

В конце выпуска плавки поступающий из агрегата печной шлак, имеющий меньшую по сравнению с металлом плотность, начинает скапливаться в верхней части устройства и поднимается до уровня сливного патрубка, который может использоваться для слива печного шлака через лоток в шлаковню. Сливной патрубок может также использоваться в качестве сигнального патрубка, в этом случае по началу стекания печного шлака из сливного патрубка определяется момент времени, в который необходимо произвести отсечку шлака.

Пример. Сталь обрабатывают алюминием и синтетическим шлаком в процессе выпуска металла из индукционной печи емкостью

700 кг. В процессе выпуска плавки (скорость выпуска металла 3 кг/с) металл, содержащий 0,03 — 0,05% кислорода и 0,018—

0,020% серы, вводят в устройство через наклонный приемный патрубок. В наклонный приемный патрубок вводят алюминий в виде проволоки, а в вертикальный приемКак следует из данных, приведенных в таблице, применение предлагаемого устройства для раскисления и десульфурации стали позволяет в сравнении с известным увеличить степень усвоения алюминия на 30% и существенно повысить равномерность его распределения. Разность концентраций алюминия в верхней и нижней частях расплава, полученная с помощью предлагаемого устройства, значительно меньше, чем при использовании известного устройства. В пер. вом случае отклонение концентрации алюный патрубок непрерывно подают порошок известково-глиноземистого шлака. Во всех экспериментах алюминий и синтетический шлак дают из расчета 0,45 и 15 кг/т соответственно.

Обработку металла алюминием и синтетическим шлаком начинают в момент поднятия уровня металла в ковше до нижнего конца погружного патрубка. а прекращают при наполнении 9/10 объема ковша.

Пробы металла для определения содержания алюминия отбирают с верхнего, среднего и нижнего горизонтов расплава. Степень усвоения алюминия и степень десульфурации рассчитывают по концентрациям алюминия и серы в пробах металла, взятым со среднего горизонта расплава, на этом же уровне металла в ковше измеряют активность кислорода. Отбор проб и измерение активности кислорода проводят в ковше через 5 мин после выпуска плавки. Расход подаваемого

20 в устройство аргона поддерживают на уровне 0,3 — 0,5 л/с.

В таблице приведена зависимость степени усвоения и, содержания алюминия С„е, активности кислорода а, и степени десульфурации К от длины погружного патрубка 1, расстояния (, между дном ковша и нижниы концом погружного патрубка, внутреннего диаметра устройств D,óãëà наклона приемного патрубка а и расположения патрубка ввода аргона и сливного патрубка. миния от среднего значения равно 5%, во втором 57%. Предлагаемое устройство

50 также позволяет проводить более глубокое раскисление металла и снизить содержание серы на 75 — 80%.

Формула изобретения

1. Устройство для внепечной обработки стали, содержа щее погруж ной патрубок и несущую раму, отличающееся тем, что, с целью повышения качества металла, равномерности распределения вводимых элемен1401056

Составитель А. Османцев

Редактор Н. Яцола Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 2521/27 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тов и снижения расхода присаживаемых материалов, оно снабжено закрепленным на несущей раме смесителем, вертикальным и наклонным приемными патрубками и патрубком для слива печного шлака, которые соединены со смесителем.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренние диаметры смесителя и приемных патрубков равны внутреннему диаметру погружного патрубка.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что приемный наклонный патрубок введен в смеситель под углом 40 — 50 .

4. Устройство по пп. 1 — 3, отличающееся тем, что сливной патрубок введен в смеситель выше наклонного приемного патрубка, а расстояние между точками пересечения указанных патрубков в осью смесителя равно (1 — 2) D.

5. Устройство по пп. 1 — 4, отличающееся тем, что, с целью увеличения скорости процессов массообмена, оно снабжено вводом для подачи инертного газа, расположенным относительно точки пересечения осей приемного наклонного патрубка и смесителя на расстоянии +-1/2Р.