CS224701B1 - Method of refining of molten metals based on iron and equipment for execution of the method - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu rafinace ' tavením na bázi železa a zařízení k . provádění tohoto způsobu.

Jsou známé způsoby rafinace ooeli mimo hutnickou pec, při kterých se lázeň ve· vyčerpané pánvi zahřívá stříaaýým elektrccýým obloukem (například postup ASEA-SKF, Finkle apod.), při současném míchání taveniny v pánvi plynem nebo elektromagneticky. Rovněž byla vyvinuta varianta používající induktivního ohřevu (způsob IT).·

Poddtatná nevýhoda těchto způsobů spočívá v tom, že oiplynějn ve vakuu, obloukové zahřívání a odsíření probíhají v samostatných pracovních fázích a tím je prodloužen celý výrobní cyklus.

Zřízení s vakuovým systtémem v kommbnac-i se· stříavvým· obloukovým nebo jirýfa ohřevem kovu v pánvi se význační dvěma nebo několika za sebou následujícími stanicemi vakuového nebo topného systému, přičemž·v každé stanici je upraven přístroj k míchání taveniny· Současné nebo po sobě následující vakuové odpllyněin a ohřev lázně stříavým obloukem jsou spojeny se složitou konntrukcí víka nebo horní částí vakuové komooy,· s rychlým opotřebením vyzdívky a s vysokou· spotřebou elektrod.

Uvedené nevýhody odstraňuje- způsob rafinace tavenin na bázi železa zahříváním a mícháním v reakční pánvi podle vynálezu. Poddtata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že ohřev taveniny je elektrický stejrnsíměrný obloukový ohřev a je doprovázen elektooceemíck^fo

224 701

224 701 odplyněním a odsířením.

Způsob podle vynálezu umoomije, aby odplynění taveniny, de8oxidace> legování, homogenizace podle složení'a teploty i odsíření probíhalo v Jediném pracovním cyklu. Stejnosměrným ohřevem vsázky se sníží sálání tepla oblouku směrem, ke stěnám a víku 2, 5 až 3 násobně ve srovnání s ohřevem- stiíSdavýfo obloukem, protože oblouk hoří ve středu hladiny kovu · případně etrusky. Při provádění způsobu podle vynálezu se nezpracovaná surová tavenina umíítí do reakční ' pánve, ve které probflnají základní pochody rafinace : zahřívání lázně stejoosměrrým proudem, elektrochemické a zpracování taveniny, míchání taveníny pomocí netečného· plynu, který se dmýchá Jednou nebo několika porézními zátkami, udržování m^nim^lního parciálního tlaku 0₂, N2 a C0₂ v atm^oféiře reakční pánve dýcháním netečného plynu (argonu nebo dusíku) nebo působením podtlaku vytvářeného odsávacím sysémnem, dále korekce chemického složení a desoxidace přísadou potřebného množtví feroslítin a desoxidačních přísad, zpracování lázně pomoc · syntetických strusek · nebo Jiných slitin za účelem odsíření taveniny, dmrccíárn kyslíku víkem pánve nebo sís^í netečného plynu a kyslíku dnem, žádS-li se hluboké oduhhičení taveniny, odběr vzorků a mmě^í teploty lázně.

Zahřívání lázně elektrikkým obloukem umožnije průběh některých elektrochemických rafinačních reakcí, například elektrochemické dehydrogenace, odsíření apod. současně · se zahříváním. Přívod dusíku jednou z elektrod z^.^^iěí^uj^e intenzívní průběh nitrace taveniny.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu sestává z reakční pánve opatřené·víkem s otvory pro elektrody, otvorem pro zavážení pevného mattriálu, otvorem pro přívod plynů·nebo pro vytvoření vakua a otvory ve· dnu oánve pro odpich kovu · a pro míchání taveniny plynem.

Zařízení podle vynálezu Je jednoduché a umož^je současné provádění technologických pochodů a dosažení · požadovaných výsledků zpracování. Toto zařízení dává moonoot pružného provádění nejěirší palety technologických pracovních pochodů, například S^oziS^e, odplynění, odsíření, legování, nitrace, atd.

Způsob podle vynálezu · bude vysvětlen v so^u^ii^]^<^s^ti s příkladem provedení zařízení znázorněným na výkrese.

Pánev 1 obsařhuící roztavený kov 9 se umíítí pod víko· 13. načež se do volného prostoru mm z i víkem 13 a povrchem kovu 9 případně strus-kou 10 zavede trubkou 5 netečný plyn k vytvoření neutrální at^^íéry. Alternativně se v tomto prostoru vyltvoiří· vakuovým čerpadlem potřebný podtlak. Dvě. až tři minuty poté se zap^áť elektrický oblouk, který hoří mezi ·elek- a kovem 9 případně struskou 10. Výkon elektrického oblouku se řídí automaticky tek, aby byla zajištěna proudová hustota nezbytná' pro průběh elektooahesiikCih reakcí·a tepelný leží v rozmesí od 0, 05 do dmCciatnéhc plynu plynů v /této tavenině. ze zásobníku 11 nebo smcháproud potřebu? pro zahřátí · kovu na požadovanou teplotu a pro tepelných ztrát.

vznikajících dýcháním. argonu · nebo dusíku, které · začíná současně se zapálením; oblouku-,

MLnožtví netečného plynu, které se zavádí porézními zátkami 6,

0, 6 Nm na tunu, přičemž doba dmchaálí a zpracování, případně závisí na složení taveniny a ne požadované konečné koncentraci

Během zpracování taveniny se do prostoru pánve 1 přivádí

224 701 ním netečného plynu trubkou 2 odsiřující, deaoxidační a legující příměsí. Regulací vzdáleno-* · stí mezi elektrodami 2, 2 a lázní lze měnit polaritu tekuté lázně v závislosti na tom, jaké elektrochemické reakce mají v tavenině probíhat. Deset až patnáct minut před koncem zpracování kovu ae přidávají do lázně ze zásobníku 11 feroslitiny ke korekci složení lázně, zaznamená se teplota a po upřesnění korekčního složení jsou pochody zpracování kovu považovány za ukončené.

Při zpracování nerezavějící oceli s vysokým obsahem chrómu lze dnýchat porézní zátkou 6 směs kyslíku a argonu nebo lze místo ochranného plynu trubkou 5, přivádět kyslík do kovu 9 ponořenou dmyšnou a současně dmýchat netečný plyn dnem pánve 1.

Doba působení a výkon proudu potřebného к zahřívání vsázky se řídí přesnou automatikou, podle programu, který je vypracován pro každou taveninu předem, přičemž do programu se po záznamu teploty a po odběru- vzorků určených к analýze zavádějí dynamické korekce. Má-li se tavenina legovat dusíkem nebo jiným analogickým médiem, přivádí se toto médium vrtáním 14, 15 v elektrodě 2, 2 ^v potřebném legovacím množství.

Způsobem podle vynálezu bylo v reakční pánvi rafinováno 5 t roztaveného kovu,který obsahoval jbřed zpracováním 0, 05 % hmot. síry. Po zpracování byl obsah síry 0, 005 % hmot., tedy stupeň odsíření byl 90 Obsah síry ve strusce po zpracování byl 1, 5 % hmot, a množství strusky 100 kg. Na anodě se vyloučilo 1, 2 kg síry, tj. 44 % hmot.

Zařízení podle vynálezu sestává z reakční pánve 1 pro zpracování a odlévání kovu. Ve dnu pánve 1 je kromě odpichového otvoru 7 umístěna porézní zátka 6 pro dmýchání netečných plynů. Ze strany vyčnívá do pánve 1 šikmo nebo radiálně nejméně jedna vodou chlazená pevná neopotřebitelná elektroda 4, která Je zapojena Jako anoda a vytváří kladný pól v tavenině. Pánev 1 je zakryta žáruvzdorným víkem 13_t které je utěsněno vůči pánvi 1 ke spolehlivému uzavření pracovního prostoru pískovým uzávěrem nebo uzávěrem jiného konstrukčního druhu. V ose víka 13 Je otvor, kterým svisle prochází grafitová nebo kovová pohyblivá opotřebitelná elektroda 2 zapojená jako katoda. Vedle ní leží buá rovnoběžná nebo šikmá grafitová nebo kovová pohyblivá opotrebitelná elektroda 2> zapojená Jako anoda a procházející rovněž otvorem ve víku 13· Obě pohyblivé opotřebitelné elektrody 2, 2 osové vrtání 14, 15 pro přívod plynu do kovu 9. Ve vzdálenosti od středu víka 13. která je menší než polovina poloměru, je upraven ve víku 13 otvor pro přívod netečného plynu trubkou 2 nebo pro přírubový spoj к připojení vakuového systému. Na straně víka 13 je otvor 17, kterým se přivádějí feroslitiny ze zásobníku 11.

Ve znázorněném provedení je pevná neopotřebitelná elektroda 4 a pohyblivá opotřebitelná elektroda 2 připojena ke kladnému pólu stejnosměrného zdroje 16 a je ponořena v roztaveném kovu 9 nebo ve strusce. Pohyblivá opotřebitelná elektroda 2, procházející středem víka 12, je připojena к zápornému pólu stejnosměrného zdroje 16 a její dolní konec leží nad hladinou s trusky 10.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob rafinace tavenin na bázi železa zahříváním a mícháním v reakční pánvi, vyznačený tím, že ohřev taveniny je elektrický stejnosměrný ohřev a je provázen elektrochemickým odplyněním a odsířením.
2. 2. Zařízení к provádění způsobu podle bodu 1, sestávající z reakční pánve opatřené víkem s otvory pro elektrody, otvorem pro zavážení pevného materiálu, otvorem pro přívod plynů nebo pro vytvoření vakua a otvory ve dnu pánve pro odpich kovu a pro míchání taveniny plynem, vyznačené tím, že elektrody (2, 3, 4) jsou spojeny se stejnosměrným proudovým zdrojem (16), přičemž pohyblivá opotřebitelná elektroda (3) a/nebo pevná neopotřebitelná elektroda (4), spojená s jedním pólem stejnosměrného proudového zdroje (16), je ponořena do taveniny β po- . hyblivá opotřebitelná elektroda (2), spojená s druhým pólem proudového zdroje (16), leží nad taveninou.
3. 3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že obě pohyblivé opotřebitelná elektrody (2, 3) jsou v podélném směru provrtané.