Способ вакуумной обработки стали в струе

Способ вакуумной обработки стали в струе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И

ИЗОБР

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>779410

К АВТОРСК (61) Дополнитель (51)М. Кл.З

С 21 С 7/10 (22) Заявлено 18 с присоединением (23) Приоритет

Опубликован

Дата опублик

Государствеииый комитет

СССР, ио делам изо0ретеиий и открытий (53) УДК 669.046. .562.4-982 (088.8) (72) Авторы изобретения

О.А. Ползунов, Д.К. Бутаков, В.Е. Соколов, И.В. Белов, А.В. Микульчик и А.В. Некрасов

Уральский дважды ордена Ленина, ордена Октябрьской

Революции, ордена Красного Знамени, ордена

Отечественной войны I степени, ордена Трудового

Красного Знамени и ордена "Красное Знамя Труда" завод тяжелого машиностроения им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВАКУУМНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В СТРУЕ

Изобретение относится к металлургии, в частности к внепечной вакуумной обработке стали, и может быть использовано при вакуумировании струи стали или других жидких металлов.

Известен способ внепечной вакуумной обработки стали в струе при переливе из ковша в ковш или иэ ковша в изложницу, заключающийся в том, что ковш, в который выпущена сталь из плавильного агрегата, устанавливают на крышку вакуумной камеры, внутри камеры устанавливают второй ковш или же изложницу и создают предварительное разрежение.,Переливное от- 15 верстие в крышке камеры закрывают алюминиевым листом. Открывают стопор верхнего ковша, сталь прожигает алюминиевый лист и попадает в вакуумную камеру, где выделяющиеся из стали 26 газы дробят струю на капли. Во время падения струи и последующего наполнения нижнего ковша или изложницы происходит вакуумная обработка стали p1), ß5

Недостатком способа является то, что ввиду недостаточно развитой поверхности раздела сталь-вакуум, способ не гарантирует получение полностью нефлокеночувствительной ста- 30 ли и удаление азота при этом не пре-. .вышает 10-20%. Также неполностью используются возможности вакуумнрования с точки зрения удаления кислорода и оксидных неметаллических включений.

Известен способ внепечной вакуумной обработки стали в струе,заключающийся в том, что сталь, подлежащая вакуумированию, иэ ковша, установленного на крышке вакуумной камеры, попадает в камеру, разделенную на две зоны: верхнюю и нижнюю. В верхней зоне степень разрежения составляет около 100 мм рт,ст., в нижней, где установлен второй ковш, около 0,5 мм рт.ст. Таким образом, происходит двухзонное вакуумирование, требующее менее мощных вакуумных насосов, чем обычно. Перелив ведут из ковшей емкостью 265 т со скоростью до 29 т стали в мин P2).

Недостатком способа является то что не весь ббъем металла проходит вакуумную обработку в наиболее эффективном кавитационном режиме истечения струи, так как при уровне металла в верхнем ковше менее 1 м происходит смена режима истечения на менее благоприятный турбулентный, чтс

779410

Режимы истечения

Элемент

Показатели кавитационный рбулентный

Водород Содержание перед вакуумированием, см /100 г

4,80

5,43

Содержание после вакуумирования, смЗ/100 г

1,87

Удаление, абс. Ъ

2,93

2,87

Удаление, отн.Э

61,1

5i,2

Кислород Содержание"перед вакуумированием, смЗ/100 г

0,0088

0,0065 уменьшает степень удаления газов и оксидных неметаллических включений.

Другим недостатком известного способа является то, что при небольшой высоте верхней зоны вакуумирования не обеспечивается достаточная продолжительность существования пузырьковопленочной структуры струи стали.

Высота подъема стопора не регламентируется. В результате истечение струи в турбулентном режиме может происходить и с самого начала перелива, © если стопор поднят на высоту менее, чем на 1 диаметр отверстия разливоч його"стакана ковша. Это резко умейь шает удаление азота, кислорода и оксидных неметаллических включений, 15

Цель изобретения - повышение качества металла за счет интенсификации процессов дегазации и удаление неметаллических включений.

Поставленная цель достигается тем, 26 что при вакуумной обработке стали в струе способом перелива из ковша в ковш или изложницу создают условия, обеспечивающие истечение струи в разреженное пространство в кавита- ционном режиме путем поддержания ,цавления в ковше, установленном на крышке вакуумной камеры, равного 2б атм эа счет герметичной конструкции ковша, с подачей инертного газа или за счет регулирования высоты наполнения сталью ковша и подъема стопора на высоту 1-15 диаметров отверстия разливочного стакана.

Такой способ внепечной вакуумной обработки стали в струе обеспечивает удавление водорода и азота практически до равновесных содержаний для данной степени разрежения, а !!pоцессы вакуумного раскисления и разруше-—

"ния оксидных неметаллических включе- @ ний получают максимальное развитие.

При кавитационном- режиме истечения, когда зарождение и развитие пузырьков газа протекает по всему объему, пузырьково-пленочная структура охватывает весь объем струи и межфазная поверхность раздела максимальна.

Для обеспечения кавитационного режима истечения струи необходимо, чтобы давление жидкой стали на входе в раэливочный стакан было 2-6 атм по ходу всего процесса вакуумирования при обычной степени разрежения в вакуумной камере, достигаемой на промышленных установках, и стопор был поднят на высоту 1-15 диаметров отверстия разливочного ковша. Давление более 6 атм экономически неоправдано, так как требует усложнения изготовления ковша. Высота подъема стопора менее 1 диаметра не обеспечивает истечение струи стали в кавитационном режиме. Подъем стопора на высоту более 15 диаметров потребует переделки конструкции стопорного механизма.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. ,Сталь выпускают в ковш с герметичной крышкой. Затем ковш устанавливают на крышку вакуумной камеры, закрывают герметичной крышкой и путем подачи инертного газа создают избыточное относительно атмосферного давлениЕ. При наличии в вакуумной камере разрежения, не превышающего

2 мм рт.ст., плавно открывают стопор.

Подавая в ковш инертный гаэ, по ходу всей разливки поддерживают в нем давление 2-6 атм. При использовании стакана с диаметром отверстия 45 мм высота подъема стопора составляет около 50 мм.

При регулировании давления 2б атм высотой наполнения сталью ковша уровень металла в промковше по ходу обработки должен быть не менее

1,5 м, а вакуумную обработку начинают плавным !!однятием стопора на высоту 100 мм.

Сравнительные данные результатов вакуумной обработки I!o известному и предложенному способам приведены

s таблице.

779410

Продолжение таблицы

Режимы истечения

Элемент

Показатели турбулент- кавитационный ный

Содержание после вакуумирования, см /100 г

0,0022

0,0026

0,0062

0,0043

Удаление, абс. %

70,5

66,2

Удаление, отн. %

Азот Содержание перед вакуумнрованием, см /100 г

0,0076

0,0068

Содержание после вакуумирования, см /100 г

0,0040

0,0036

0,0054

0,0014

Удаление, абс. %

Удаление, отн. %

20,6

4 7, 4

Количество опытных плавок,шт

Степень разрежения (средняя), мм рт.ст.

7,9

3,9

Скорость перелива стали, т/мин 3,4

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 7966/37 тираж 608 Подписное

Ы.

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

Использование предложенного способа вакуумной обработки стали в струе обеспечивает по сравнению с известными способами возможность интенсификации процесса дегазации, что сокращает себестоимость вакуумной обработки; получение нефлокеночувствительной стали, позволяющее исключить диффузионный обжиг поковок и освободить термические печи в кузнечно-прессовом цехе. Снижение содержания кислорода и оксидных неметаллических включений, а также более мелкую их величину и равномерное распределение, что позволит повысить качество стали и изделий из нее, а также уменьшить отбраковку продукции; — снижение содержания азота практически до равновесных значений для . данной степени разрежения, что также повысит качество отливаемых слитков и изготовляемой продукции.

Кроме того, использование этого способа устранит накопление азота в шихте сталеплавильных агрегатов.

1.Способ вакуумной обработки стали в струе, включающий перелив жидкого металла из ковша в ковш "или изложнйцу, установленных в вакуумной камере, отличающийся тем, что, с целью повышения качества метал. ла эа счет интенсификации процессов дегазации и удаления неметаллических

Ç включений, истечение струи через разливочной стакан в вакуумную камеру проводят в кавитационном режиме путем создания в жидкой стали на входе в разливочный стакан давления

2-6 атм и подъема стопора на высоту

1-15 диаметров отверстия стакана ковша.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что давление 2-6 атм регулируют путем создания избыточного давления нейтрального газа над жидким металлом в ковше.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что давление 2-6 атм регулируют высотой наполнения сталью ковша .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Морозов A.Н. и др. Внепечное

М вакуумирОВание стали. N., "Металлургия"., 1975, с.119-126.

2. Якубович М.A. Внепечное вакуумирование стали за рубежом. Бюллетень ЦНИЧМ, 1970, У 12.