FI81383B - FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV SMAELT METALL OCH ANORDNING FOER UTFOERANDE AV FOERFARANDET. - Google Patents

FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV SMAELT METALL OCH ANORDNING FOER UTFOERANDE AV FOERFARANDET. Download PDF

Info

Publication number
FI81383B
FI81383B FI871665A FI871665A FI81383B FI 81383 B FI81383 B FI 81383B FI 871665 A FI871665 A FI 871665A FI 871665 A FI871665 A FI 871665A FI 81383 B FI81383 B FI 81383B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
plasma
molten metal
additives
nozzle
metal
Prior art date
Application number
FI871665A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI871665A (en
FI871665A0 (en
FI81383C (en
Inventor
Leonid Ivanovich Parfenov
Viktor Petrovich Podoinikov
Nikolai Alexandrov Svidunovich
Viktor Nikolaevich Volkov
Sergei Alexandrovich Burenko
Alexandr Ivanovich Garost
Vladimir Kuzmich Litvinov
Gennady Alexeevich Sorokin
Vladimir Vyacheslav Vashkevich
Original Assignee
Bruss Ti Kirova
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bruss Ti Kirova filed Critical Bruss Ti Kirova
Publication of FI871665A publication Critical patent/FI871665A/en
Publication of FI871665A0 publication Critical patent/FI871665A0/en
Publication of FI81383B publication Critical patent/FI81383B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI81383C publication Critical patent/FI81383C/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/08Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B4/00Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
    • C22B4/005Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys using plasma jets
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00Crucible or pot furnaces
    • F27B2014/002Smelting process, e.g. sequences to melt a specific material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001Heating elements or systems
    • F27D99/0006Electric heating elements or system
    • F27D2099/0031Plasma-torch heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/0025Charging or loading melting furnaces with material in the solid state
    • F27D3/0026Introducing additives into the melt

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

i 1 81383i 1 81383

Menetelmä sulan metallin käsittelemiseksi ja laite menetelmän suorittamiseksiA method of treating molten metal and an apparatus for performing the method

Esillä oleva keksintö kohdistuu metallurgian alaan 5 ja metallin sulattamiseen valimossa ja erityisemmin sulan metallin käsittelemiseen ja laitteeseen sen toteuttamiseksi.The present invention relates to the field of metallurgy 5 and to the smelting of metal in a foundry, and more particularly to the treatment of molten metal and to an apparatus for carrying it out.

Nykyään teräksen valmistus kehittyy sulatuslaittei-den kapasiteetin kasvattamisen, niiden ominaissaannon ko-10 hottamisen ja erilaisten sovellutusten laatu- ja korkealaa-tuterästen laadun laajentamisen suuntaan.Today, steelmaking is evolving towards increasing the capacity of smelters, increasing their specific yield and expanding the quality of quality and high-grade steels for various applications.

Sulatteen jalostaminen ja viimeistelyprosessien toteuttaminen suurissa suurisaantoisissa teräksen sulatus-laitteissa, lukuunottamatta niiden toimintaominaisuuksia, 15 on melko vaikeaa ja siihen liittyy kuumennusajän oleellinen kasvu ja teknis-taloudellisten indeksien huononeminen. Sen vuoksi teknilliset jalostusoperaatiot ja terästen käsittely (hiilenpoisto, kaasunpoisto, rikinpoisto, hapen-poisto, lejeröinti jne.) suoritetaan muualla kuin sulatus-20 laitteissa, ts. laitteistoissa, jotka sopivat parhaiten näihin tarkoituksiin.Melt refining and finishing processes in large high-yield steel smelters, apart from their operating characteristics, 15 are quite difficult and involve a substantial increase in heating time and deterioration of techno-economic indices. Therefore, technical refining operations and treatment of steels (decarbonisation, degassing, desulphurisation, deoxygenation, leaching, etc.) are performed elsewhere than in smelting-20 equipment, i.e., equipment best suited for these purposes.

Nykyaikaiset metallin käsittelyn uunin ulkopuolella suoritettavat menetelmät käsittävät tyhjön, inerttien ja aktiivikaasujen, voimakkaasti reagoivien hapenpoistojauhei-25 den ja modifikaattoreiden käytön ja vaativat myös reagoivien faasien voimakasta sekoittamista ja kuumennusta. Suhteessa reaktion nopeuteen ja täydellisyyteen ja metallin puhdistusasteeseen haitallisista epäpuhtauksista on näillä menetelmillä oleellisia etuja verrattuna niiden toteuttami-30 sen omalaatuisuuksiin sulatuslaitteissa.Modern methods of metal treatment outside the furnace involve the use of vacuum, inert and active gases, highly reactive deoxygenation powders, and modifiers, and also require vigorous mixing and heating of the reactive phases. In relation to the rate and completeness of the reaction and the degree of purification of the metal from harmful impurities, these methods have significant advantages over the peculiarities of their implementation in smelters.

Teräksen uunin ulkopuolella suoritettavan käsittelyn laajaa käytäntöön ottamista innostaa teräksen jatkuva valu-prosessi, joka edellyttää tiukempia vaatimuksia metallin laadun suhteen (rikin, kaasujen, ei-metallisten epäpuhta-35 uksien määrä, lämpötilan ja koostumuksen tasaisuus).The widespread implementation of off-kiln steel processing is inspired by the continuous casting process of steel, which requires stricter requirements for metal quality (amount of sulfur, gases, non-metallic impurities, uniformity of temperature and composition).

2 813832 81383

Terästen uunin ulkopuolella suoritettava käsittely auttaa erinomaisesti ratkaistessa sellaisia teräksenval-mistuksen ongelmia, kuten vedyn poistamisen teräksestä sellaiselle tasolle, että hilseilyä ei tapahdu, hiilen avulla 5 suoritettavan kontrolloidun hapenpoiston metallista, ei- metallisten inkluusioiden ennaltamäärätyn koostumuksen muodostamisen metallissa, tarkkuuslejeeröinnin, joka takaa alkuaineiden ennaltamäärätyn määrän merkittävän kapealla vaih-telualueella, valuastiassa olevan koko metallimassan lämpö-10 tilan ja koostumuksen tasaamisen, puhtaiden ja lejeeröity-jen sulatteiden täydellisen hiilenpoistamisen, rikinpoista-misen (jos metallin ja kuonan kuumennus- ja sekoituslaite on saatavissa). Jalostamisen uunin ulkopuolella suoritettavien menetelmien käyttö mahdollistaa suuren taloudellisen 15 tehon saamisen, joka johtuu teräksen valmistusuunien saannon kasvusta, uunin nopeammasta tyhjentämisestä uusien me-tallipanosten sulattamista varten, ferrolejeerinkien kulutuksen pienenemisestä, metallin pilaantumisesta, joka aiheutuu puutteellisesta kemiallisesta koostumuksesta ja valmii-20 den valssituotteiden pintavikojen vähenemisestä, valmiiden tuotteiden laadun parantamisesta ja artikkeleiden käyttöiän pidentämisestä.The treatment of steels outside the furnace is excellent in solving problems of steelmaking, such as the removal of hydrogen from the steel to a level without flaking, the controlled removal of carbon by metal, the predetermined formation of non-metallic inclusions in the metal, precision alloying equalization of the temperature and composition of the entire metal mass in a significant narrow range, in the casting vessel, complete decarburization, desulfurization of clean and alloyed melts (if a metal and slag heating and mixing device is available). The use of off-site processing methods allows for high economic efficiencies due to increased yields in steelmaking furnaces, faster emptying of the furnace to melt new metal charges, reduced consumption of ferro-alloys, reduced metal contamination due to inadequate chemical composition and finished chemical composition. , improving the quality of finished products and extending the life of articles.

Uunin ja metallin uunin ulkopuolella suoritettavan käsittelymenetelmän valinta määräytyy sulatettavien teräs-25 laatujen, valmiin metallin laatuvaatimusten, teknologisten kiertoaikojen ja valuolosuhteiden mukaan.The choice of furnace and metal treatment method outside the furnace is determined by the grades of steel-25 to be smelted, the quality requirements of the finished metal, the technological cycle times and the casting conditions.

Samalla kun sähköuuniverstaita varustetaan jaksottaisilla tai kierrätystyhjäkaasunpoistimilla, on ryhdytty toimenpiteisiin metallin kuumennuksella ja sekoituksella 30 tai tyhjöhappipuhalluksella varustettujen valuastiatyhjö-kaasunpoistimien valmistamiseksi. Sellaiset tyhjökaasun-poistimet on asennettu, yleensä, sähköuuniverstaisiin, jotka on varustettu jopa 200 t kapasiteetin sähkövalokaariuu-neilla ja joita käytetään parasta laatua olevien laakerien 35 ja lejeeröityjen rakenneterästen sekä erilaatuisten erittäinWhile electric furnace workshops are equipped with intermittent or recycled vacuum degassers, steps have been taken to manufacture cast vessel vacuum degassers equipped with metal heating and mixing 30 or vacuum oxygen blowing. Such vacuum degassers are installed, generally, in electric furnace workshops equipped with electric arc furnaces with a capacity of up to 200 t and used for the best quality bearings 35 and alloyed structural steels as well as various types of high-quality

IIII

3 81383 vähän hiiltä sisältävien korroosiekestävien terästen tuottamiseen. Metallin kuumentaminen valuastiassa poistaa metallin ylikuumentamisen tarpeen uunissa, mikä kohottaa vuo-rauskestävyyttä ja kasvattaa oleellisesti teräsvalmistus-5 laitteiden saantoa.3 81383 for the production of low-carbon corrosion-resistant steels. Heating the metal in a casting vessel eliminates the need to overheat the metal in the furnace, which increases tear resistance and substantially increases the yield of steelmaking equipment.

Uusien sähköuuniverstaiden suunnitelmien pitäisi ottaa ennakolta huomioon sellainen laitteiden järjestely, joka varmistaa teräksen monimutkaisen jalostamisen tyhjössä neutraalikaasujen ja jauhereagenssien avulla käyttäen 10 valuastiassa olevan metallin ja kuonan sähköistä kuumennusta ja sekoitusta.Plans for new electric furnaces should take into account in advance an arrangement of equipment that will ensure complex vacuum processing of steel using neutral gases and powder reagents using electric heating and mixing of the metal and slag in the 10 casting vessels.

Alalla on aiemmin tunnettua menetelmä sulan metallin kuumentamiseksi samanaikaisesti kuin siitä poistetaan tyhjössä kaasua ja laite sen toteuttamiseksi (US patenttijul-15 kaisu no. 3 501 289, 1970, palsta 75-12).A method is known in the art for heating molten metal at the same time as degassing it in a vacuum and an apparatus for carrying it out (U.S. Patent No. 3,501,289, 1970, column 75-12).

Tunnettu menetelmä käsittää tyhjän luomisen sulan metallin pinnan yläpuolelle kaasunpoistoa varten ja sulan metallin kuumentamisen vaihtovirtavalokaarella, joka luodaan elektrodin ja sulatteen välille. Täydellisempi kaasun-20 poisto vaatii sulatteen sekoitusta, joka saadaan aikaan me-tallimassan, joka on suorassa kosketuksessa valokaaren ja lopun metallin välisen lämpötilaeron aiheuttaman konvektii-visen lämmönsiirron avulla. Sähköisen valokaaren polttamista seuraa merkittävä lämpöhäviö säteilyn kautta, minkä ta-25 kia tunnetulla menetelmällä on sulatteen kuumentamisessa alhainen energiahyötysuhde. Sellaisen menetelmän toteuttamista vaikeuttaa merkittävästi tyhjön luomisen välttämättömyys. Lisäksi edellä kuvattu menettelytapa menetelmän toteuttamiseksi saattaa sellaiset metallin käsittelytoiminnot, 50 kuten lejerointi, hiilenpoisto, hapenpoisto, jne. teknisesti vaikeiksi toteuttaa kuten myös rikinpoiston ja fosforin-poiston kuonanmuodostuksen yhteydessä.The known method comprises creating a void above the surface of the molten metal for degassing and heating the molten metal with an alternating current arc created between the electrode and the melt. More complete degassing requires gas melt mixing, which is achieved by the convective heat transfer caused by the temperature difference between the arc and the rest of the metal due to the temperature of the metal mass. The combustion of an electric arc is followed by a significant heat loss through radiation, due to which the known method has a low energy efficiency in heating the melt. The implementation of such a method is significantly hampered by the necessity of creating a vacuum. In addition, the procedure described above for carrying out the method makes technically difficult to carry out metal treatment operations such as leaching, decarbonization, deoxygenation, etc., as well as desulfurization and phosphorus removal in connection with slag formation.

Tunnettu menetelmä on toteutettu laitteistossa, joka käsittää tyhjökammion, jonka sisällä on sulaa metallia si-35 sältävä säiliö.The known method is implemented in an apparatus comprising a vacuum chamber inside which is a container containing molten metal.

4 81 3834 81 383

Tyhjökammion kyljessä on kiinnitysväline kulumattomalle elektrodille. Viime mainittu on sovitettu liikkumaan vaaka- ja pystytasoissa. Lisäksi on olemassa keino syöttää jännitettä vaihtovirta-jännitelähteestä sulatteeseen.On the side of the vacuum chamber there is a fastening means for a non-wearing electrode. The latter is adapted to move in horizontal and vertical planes. In addition, there is a means of supplying voltage from the AC voltage source to the melt.

5 Laite sulatteen lämmittämiseksi siitä tapahtuvan tyhjökaasunpoiston aikana on monimutkainen tyhjän säilyttämisen välttämättömyyden takia.5 The device for heating the melt during vacuum degassing is complicated by the need to keep it empty.

Tällä hetkellä sulatteiden käsittely plasmaliekillä on saanut laajaa käyttöä, koska se tehostaa lämmön- ja ai-10 neensiirtoa sulatteissa.Currently, the treatment of melts with plasma flames has gained widespread use because it enhances heat and ali-10 transfer in melts.

Alalla on tunnettu menetelmä metallin jalostamiseksi sulatteista (DE-patenttijulkaisu no. 12 17 986, 1966, palsta 18b).A method for refining metal from smelters is known in the art (DE patent publication No. 12 17 986, 1966, column 18b).

Tunnettu menetelmä käsittää sulatteen hapettamisen 15 hapetuskaasulla, jotta sulatteen hiilipitoisuus alenee ja hapetetun sulatteen lämmittämisen plasmaliekillä, joka on muodostettu inertin kaasun avulla. Samanaikaisesti inertti-kaasuun tuodaan kaksiatominen kaasu aktiiviseksi reagens-siksi. Sulatteen hapenpoistoon on käytetty kaksiatomisena 20 kaasuna vetyä. Vetyä syötetään inerttikaasuun niin paljon, että plasma pääasiallisesti koostuu vedystä. Sulatteen ha-penpoiston jälkeen inerttikaasua, kuten esimerkiksi argonia, käytetään jälleen plasman muodostavana kaasuna.The known method comprises oxidizing the melt with an oxidizing gas to reduce the carbon content of the melt and heating the oxidized melt with a plasma flame formed by an inert gas. At the same time, a diatomic gas is introduced into the inert gas as the active reagent. Hydrogen has been used as the diatomic 20 gas to deoxygenate the melt. Hydrogen is fed to the inert gas so much that the plasma consists mainly of hydrogen. After deoxygenation of the melt, an inert gas such as argon is again used as the plasma-forming gas.

Plasmallekin muodostuminen sulatepinnan yläpuolelle 25 aiheuttaa merkittäviä säteilylämpöhäviöitä. Tämä alentaa energiahyötysuhdetta.Even the formation of plasma above the melt surface 25 causes significant radiant heat losses. This lowers the energy efficiency.

Tunnetun menetelmän käyttö metallisulatteiden jalostamisessa on epätaloudellista johtuen metalli-plasma-raja-pinnassa tapahtuvien lämmön- ja aineensiirtoprosessien al-30 haisesta nopeudesta, mikä johtaa jalostusajan kasvuun. Sitä paitsi joidenkin sulatteen osien epätäydellinen käsittely on mahdollista.The use of the known method in the processing of metal melts is uneconomical due to the low rate of heat and mass transfer processes at the metal-plasma interface, which leads to an increase in the processing time. In addition, incomplete handling of some parts of the melt is possible.

Tunnettu menetelmä ei onnistu takaamaan sellaisten toimintojen, kuten kuonanmuodostukseen liittyvien rikinpois-35 ton ja fosforinpoiston onnistumista, johtuen sulatteen te- 5 81383 hokkaan sekoituksen puuttumisesta metalli-kuona-plasmaliek-ki-rajapinnalla. Sitä paitsi on käytännöllisesti katsoen mahdotonta lejeroida sulatetta tunnetulla menetelmällä johtuen lämpötilojen ja koko massassa olevan metallikoostumuk-5 sen tasaantumisen puutteesta, mikä selittyy huonolla sekoittumisella, joka tapahtuu vain konvektiivisen lämmönsiirron kustannuksella.The known method fails to guarantee the success of operations such as desulphurisation and phosphorus removal associated with slag formation due to the lack of efficient mixing of the melt at the metal-slag-plasma flame interface. Moreover, it is practically impossible to polymerize the melt by the known method due to the lack of stabilization of the temperatures and the metal composition in the whole mass, which is explained by the poor mixing which takes place only at the expense of convective heat transfer.

Tunnettu menetelmä on toteutettu laitteistossa, joka käsittää valuastian sulatetulle metallille ja plasmage-10 neraattorin matalalämpötilaisen plasmallekin tuottamiseksi sijoitettuna sulatetun metallin pinnan yläpuolelle ja asennettu liikkumaan edes-takaisin.The known method is implemented in an apparatus comprising a casting vessel for molten metal and a plasmage-10 generator for producing low-temperature plasma, placed above the surface of the molten metal and mounted to reciprocate.

Merkittävät säteilylämpöhäviöt johtavat merkittävien lämpökuormien takia valuastian tulenkestävän vuorauksen käyt-15 töiän alenemiseen.Significant radiant heat losses lead to a reduction in the service life of the refractory liner of the casting vessel due to significant thermal loads.

Alalla tunnettu menetelmä, joka on lähinnä esillä olevaa keksintöä on menetelmä sulatetun metallin jalostamiseksi tasavirta-plasmaliekillä ja laite tämän menetelmän toteuttamiseksi (US-patenttijulkaisu No. 3 547 622, 1970, 20 palsta 75-10).A process known in the art, which is closest to the present invention, is a process for processing molten metal with a direct current plasma flame and an apparatus for carrying out this process (U.S. Patent No. 3,547,622, 1970, column 75-10).

Tunnettu menetelmä sisältää matalalämpötilaisen plasmallekin muodostamisen johtamalla plasmaa muodostava kaasu valokaaren läpi, matalalämpötilaisen plasmallekin johtamisen sulatteelle, nimittäin sulatetulle teräkselle ja sen 25 kuumentamisen ja tyhjön luomisen sulatteen pinnan yläpuolelle, jonka tyhjön läpi johdetaan tasavirta muodostamaan tasavirran magneettikenttä, joka toimii yhdessä valokaari-magneettivuon kanssa, minkä johdosta sulatteen sekoitus saadaan aikaan. Sulatteen kaasunpoisto tapahtuu sen tyhjö-30 käsittelyn aikana ja sen sekoitus ja kuumennus matalalämpö-tila plasmallekin avulla.The known method includes forming a low temperature plasma by passing the plasma-forming gas through an arc, passing a low temperature plasma to a melt, namely molten steel, and heating and creating a vacuum above the surface of the melt through which a direct current is applied to form a direct current as a result, melt mixing is achieved. The melt is degassed during its vacuum treatment and stirred and heated even by low temperature plasma.

Sähköisen valokaaren polttamisen yhteydessä tapahtuu merkittäviä säteilylämpöhäviöitä, minkä takia tunnetulla menetelmällä on alhainen energiahyötysuhde sulatteen 35 lämmityksessä. Tällaisen menetelmän toteutus on huomattavan 6 81383 vaikeata tyhjön luomisen välttämättömyyden takia. Lisäksi yllä kuvattu menetelmä tunnetun menetelmän toteuttamiseksi tekee sellaisten toimintojen, kuten lejeröinnin, hapenpois-ton sekä kuonanmuodostukseen liittyvien rikinpoisto- ja 5 fosforinpoistotoimintojen suorittamisen teknisesti vaikeak si. Sulatteen käsittelyn tunnetussa menetelmässä on alhainen saanto, mikä johtuu vaikeuksista saada aikaan tehokas sekoitus sulatteelle sekoituksen vaatiessa merkittävän määrän energiaa johtuen korkealämpötilaplasmavalokaari-sulate-10 rajapinnan, jossa lämmön- ja aineensiirtoprosessit tapahtuvat tehokkaimmin, pienestä pinta-alasta. Sitä paitsi seko-tusprosessissa saattaa syntyä paikallaan pysyviä alueita.In connection with the combustion of the electric arc, significant radiant heat losses occur, which is why the known method has a low energy efficiency in the heating of the melt 35. The implementation of such a method is considerably difficult because of the necessity of creating a vacuum. In addition, the method described above for carrying out the known method makes it technically difficult to perform operations such as leaching, deoxygenation, and desulfurization and phosphorus removal operations related to slag formation. The known method of melt treatment has a low yield due to the difficulty of providing efficient mixing of the melt when the mixing requires a significant amount of energy due to the small surface area of the high temperature plasma arc-melt-10 interface where heat and mass transfer processes take place most efficiently. In addition, stationary areas may be created in the mixing process.

Tunnettu menetelmä toteutetaan laitteistossa, joka käsittää kaksi astiaa sulaa metallia varten sijoitettuna 15 päällekkäin pystysuorassa tasossa ja ollen yhteydessä toisiinsa kahdella metallia kuljettavalla yhteellä. Toinen astioista on varustettu plasmageneraattorilla matala-lämpöti-laisen plasmallekin aikaansaamiseksi generaattorin ollessa asennettu edestakaisin liikkumista varten pystysuorassa ta-20 sossa ja järjestettynä sulatteen pinnan yläpuolelle. Tyhjöä pidetään yllä tässä astiassa. Laitteisto on varustettu ta-savirtajännitelähteellä matala-lämpötilaisen plasmallekin tuottamista varten.The known method is carried out in an apparatus comprising two vessels for molten metal arranged one on top of the other in a vertical plane and communicating with each other by two metal-carrying joints. One of the vessels is provided with a plasma generator to provide a low-temperature plasma as well, the generator being mounted for reciprocating movement in a vertical plane and arranged above the surface of the melt. A vacuum is maintained in this vessel. The equipment is equipped with a DC voltage source for producing even low-temperature plasma.

Sulan metallin samanaikaista tyhjössä kuumentamista, 25 sekoittamista ja kaasun poistoa varten saatetaan plasmavalo-kaaren ionisoitu kaasukolonni kosketukseen sulan metallipinnan yläpuolelle ja voimakkaan tasavirran annetaan mennä plas-mavalokaarikolonnin läpi sulametalliastiaan. Tasavirtamag-neettikenttä, joka menee astian läpi kohtisuorassa suunnas-30 sa valokaarivirtavirtauksen suuntaa kohti toimii yhdessä mainitun valokaarivirran avulla aikaansaadun magneettivuon kanssa ja liikuttaa sulaa metallia pitkin neliönmuotoista kehää.For simultaneous vacuum heating, stirring, and degassing of the molten metal, the ionized gas column of the plasma arc is contacted above the surface of the molten metal and a strong direct current is passed through the plasma arc column into the molten metal vessel. A direct current magnetic field passing through the vessel in a direction perpendicular to the direction of the arc current flow cooperates with the magnetic flux produced by said arc current and moves the molten metal along a square circumference.

Sulatteen käsittelyä varten käytetty laitteisto on 35 monimutkainen suoritusmuoto johtuen kahden uunin kestävälläThe equipment used to process the melt is a complex embodiment due to the durability of the two furnaces

IIII

7 81383 materiaalilla vuoratun astian läsnäolosta ja sulatteen yläpuolelle luotavan tyhjön välttämättömyydestä.7 81383 on the presence of a vessel lined with material and the necessity of creating a vacuum above the melt.

Johtuen plasmavalokaaren suuresta virran voimakkuudesta ja sulan metallin kierrättämisestä on metallia kul-5 jettavien putkien ja astioiden uunin kestävien vuorausten kestävyys vähäinen. Tulisi huomioida, että annetussa tapauksessa sulan metallin käsittely suoritetaan jaksottain, koska käsittelyn sulatteen poistaminen ja uuden sulatteen vieminen edellyttää astioiden avaamista, mikä myös monimut-10 kaistaa teknillistä prosessia.Due to the high current of the plasma arc and the recycling of molten metal, the durability of the furnace-resistant linings of metal-carrying pipes and vessels is low. It should be noted that in a given case, the treatment of the molten metal is performed periodically, because the removal of the treatment melt and the introduction of a new melt requires the opening of the vessels, which also complicates the technical process.

Keksinnön tarkoituksena on tarjota sulan metallin käsittelymenetelmä ja laite sen toteuttamiseksi, missä ma-talalämpötilainen plasmaliekki johdetaan ja lisäaineita viedään sulaan metalliin lämmön ja aineensiirron voimistamisek-15 si matalalämpötilaisen plasmallekin ja sulan metallin välillä, sulan metallin kuumennuksen energiahyötysuhteen kasvattamiseksi seka lämmön ja aineensiirron voimistamiseksi sulan metallin ja lisäaineiden välillä ja lejeerinkien mekaanisten ja toimintaominaisuuksien parantamiseksi sulan 20 metallin käsittelylaitteella, jolla on yksinkertainen rakenne .It is an object of the invention to provide a method and apparatus for treating molten metal, wherein a low temperature plasma flame is passed and additives are introduced into the molten metal to enhance heat and mass transfer between the low temperature plasma and the molten metal. between the additives and to improve the mechanical and functional properties of the alloys with a molten metal treatment device having a simple structure.

Tämä päämäärä toteutetaan sellaisella sulan metallin käsittelymenetelmällä, joka sisältää matalalämpötilaisen plasmallekin luomisen päästämällä plasmaa muodostavaa ai-25 netta valokaaren läpi ja matalalämpötilaisen plasmallekin johtamisen sulaan metalliin, keksinnön mukaisesti, matalalämpötilaisen plasmallekin johtaminen sulatemassan sisäpuolelle toteutetaan sulatteen pinnan puolella noin 1500 m/s nopeudella sulan metallin sekoittamiseksi ja suoritetaan 30 plasmallekin alustavasti läpäisseiden lisäaineiden johtaminen.This object is achieved by a molten metal treatment method which includes the creation of a low temperature plasma by passing the plasma-forming material through an arc and the introduction of a low temperature plasma into the molten metal, according to the invention. and deriving the preliminarily permeable additives for the plasma.

Matalalämpötilaisen plasmallekin johtaminen sulatemassan siäpuolelle mahdollistaa merkittävän lämmön ja aineensiirron voimistamisen plasman ja sulan metallin välillä. 35 Tässä tapauksessa käytännöllisesti katsoen plasmallekin kaik- s 81383 ki lämpöenergia kuluu sulatteen kuumentamiseen, kun plasmaa muodostavan kaasun ylöspäin nousevat kuplat, joilla on korkeampi lämpötila kuin sulatteella, luovuttavat lämpö-energian sille. Plasmallekin korkeampi lämpöenergia takaa 5 plasmaa muodostavan kaasun suuremman reaktiovoiman, mikä voimistaa plasman ja sulatteen välistä aineensiirtoa. Lisäksi menetelmän toteuttaminen sallii plasmateknologian etujen olevan tehokkaimmin käytettyinä, nimittäin lejeröin-nin ja kuonan muodostajalisäaineiden johtamisen, jotka ai-10 neet omaavat suuren reaktiovoiman, joka saadaan niiden kuumentamisesta tai sulattamisesta plasmavalokaaressa. Samanaikaisesti tulee mahdolliseksi sulan metallin käsittelyprosessin aloittaminen merkittävästi alemmilla lämpötiloilla, koska plasmavalokaari on tehokas lämmön lähde, ja plasma-15 valokaaren upottaminen sulaan metalliin takaa korkeimman lämpöhyötysuhteen, joka johtuu säteilylämpöhäviöiden pois jäämisestä.The introduction of even low-temperature plasma inside the molten mass allows a significant increase in heat and mass transfer between the plasma and the molten metal. In this case, even for plasma, virtually all of the 81383 ki of thermal energy is consumed to heat the melt when the upwardly rising bubbles of the plasma-forming gas, which have a higher temperature than the melt, transfer thermal energy to it. Even for plasma, a higher thermal energy guarantees a higher reaction force of the gas forming the plasma, which enhances the mass transfer between the plasma and the melt. In addition, the implementation of the method allows the advantages of plasma technology to be used most effectively, namely the derivatization and derivation of slag-forming additives, which have a high reaction force obtained by heating or melting them in a plasma arc. At the same time, it becomes possible to start the molten metal treatment process at significantly lower temperatures because the plasma arc is an efficient heat source, and immersing the plasma-15 arc in the molten metal guarantees the highest thermal efficiency due to the absence of radiant heat losses.

Kun tätä menetelmää toteutetaan, on toivottavaa käyttää typpeä sisältäviä lisäaineita.When carrying out this method, it is desirable to use nitrogen-containing additives.

20 Typpeä sisältävien lisäaineiden käyttö on tehokkain ta esimerkiksi lejeröitäessä korroosio-kestäviä ja kulutus-: · ta kestäviä teräksiä, joissa on koostumuksessaan sellaisia austeniittia muodostavia alkuaineita kuten nikkeliä tai mangaania, tähdäten niiden osittaiseen substituutioon.The use of nitrogen-containing additives is most effective, for example, in the alloying of corrosion-resistant and wear-resistant steels with austenitic elements such as nickel or manganese, with a view to their partial substitution.

25 Esitetyn menetelmän toteuttaminen ottaa mahdollise na lukuun käyttää kuonanmuodostajalisaaineita, jotka on alustavasti jauhettu partikkelikokoon noin 0,1 ja noin 1,0 mm välille.The implementation of the presented method makes it possible to use slag-forming additives which have been preliminarily ground to a particle size of between about 0.1 and about 1.0 mm.

Lukuisten prosessien nopeudet, jotka tapahtuvat te-30 räksen valmistuslaitteiden astioissa (kuonan muodostus, fosforin poisto, rikinpoisto jne), jäävät oleellisesti jälkeen hiilen poistosta ja metallin kuumentamisesta.The speeds of the numerous processes that take place in the vessels of the steelmaking equipment (slag formation, phosphorus removal, desulfurization, etc.) lag substantially behind carbon removal and metal heating.

Plasmavalokaaressa alustavasti aktivoitujen ja sulaan metallimassaan johdettujen jauhemaisten kuonanmuodos-35 tajalisäaineiden käyttö suurimman metalli-kuonapinnan ke- 9 81383 hittymisen takaamiseksi luo olosuhteet forforinpoisto-, rikinpoistoprosessien jne. maksiminopeuksien saavuttamiseksi .The use of powdered slag-forming additives preliminarily activated in the plasma arc and introduced into the molten metal mass to ensure maximum metal-slag surface development creates the conditions to achieve maximum speeds of phorhorin removal, desulfurization processes, and so on.

Kun käytetään kuonanmuodostajalisäaineita, plasmaa 5 synnyttävä aine voi sopivasti sisältää happea määränä 0... 100 tilavuusprosenttia plasmaa muodostavasta aineesta.When slag-forming additives are used, the plasma-generating agent may suitably contain oxygen in an amount of 0 to 100% by volume of the plasma-forming agent.

Happi käytettynä annettuina määrinä edistää erittäin aktiivisen ferrirautapitoisen-kalkkikuonan muodostumista, viimemainitun ollessa muodostunut sulassa metalli-10 massassa, ja fosforinpoistoprosessit tapahtuvat, kun kuo-napartikkelit nousevat ylöspäin, mikä antaa sulalle metallille tehokkaan sekoittumisen.Oxygen, when used in given amounts, promotes the formation of highly active ferric iron-containing lime slag, the latter being formed in the molten metal mass, and phosphorus removal processes occur as the slag particles rise upward, allowing efficient mixing of the molten metal.

Tämä päämäärä toteutetaan myös sellaisessa sulan metallin käsittelylaitteessa, joka käsittää plasmageneraatto-15 rin matalalämpötilaisen plasmallekin tuottamiseksi sovitettuna edestakaisin liikkumista varten pystysuorassa tasossa ja järjestettynä sulan metallin pinnan yläpuolelle, keksinnön mukaisesti, plasmageneraattori on varustettu suuttimel-la, jonka loppupää on vastatusten sulan metallin kanssa ja 20 jonka sisääntuloalue vastaa oleellisesti plasmageneraatto-rin ulosmenoaluetta matalalämpötilaisen plasmallekin ulos-tulopaikassa, suuttimen sulaan metalliin upotetun osan pituuden ollessa noin 0,1... noin 0,8 sulan metallikolonnin korkeudesta.This object is also achieved in a molten metal processing apparatus comprising a plasma generator 15 for producing low temperature plasma, adapted for reciprocating in a vertical plane and arranged above the surface of the molten metal, according to the invention, the plasma generator being provided with a nozzle 20 having an inlet region substantially corresponding to the outlet region of the plasma generator at the outlet of even the low temperature plasma, the length of the portion immersed in the molten metal of the nozzle being about 0.1 to about 0.8 from the height of the molten metal column.

25 Plasmageneraattorin loppupäähän liittyneen suutti men läsnäolo tarjoaa olosuhteet matalalämpötilaisen plasma-liekin johtamiseen sulan metallin sisäpuolella, alustavasti aktivoitujen lisäaineiden viemiseen sulan metallipinnan alapuolella ja aineensiirtoprosessien aktivointiin. Matala-30 lämpötilaisen plasmallekin ja lisäaineiden johtaminen sulan metallin sisäpuolella takaa merkittävästi laajentuneen pinnan luomisen sulametalli-kuona-kaasu-rajapinnalla, minkä vuoksi lämmön- ja aineensiirtoprosessit voimistuvat merkittävästi, ja saavutetaan kuonan muodostuksen ja muiden lisä-35 aineiden taloudellisuus.The presence of a nozzle connected to the end of the plasma generator provides the conditions for conducting a low temperature plasma flame inside the molten metal, for introducing preliminarily activated additives below the molten metal surface, and for activating mass transfer processes. Even low-temperature plasma and the introduction of additives inside the molten metal ensures the creation of a significantly expanded surface at the molten metal-slag-gas interface, thereby significantly enhancing heat and mass transfer processes and achieving economics of slag formation and other additives.

10 81 38310 81 383

Plasmageneraattori voi olla sopivasti asennettu vaakasuorassa tasossa liikkumista varten.The plasma generator may be suitably mounted for horizontal movement.

Tämä takaa koko sulametallimassan käsittelyn sisältäen sen käsittelyn pitkin ulkoreunaa, mikä antaa sulan me-5 tallin lämpötilan ja koostumuksen nopeamman tasaantumisen. Tulisi huomioida, että plasmageneraattorin vaakasuorassa tasossa liikkumisen tarpeellisuus on edullisinta käsiteltäessä suuria tilavuusmääriä (yli 5 t) sulaa metallia.This ensures the treatment of the entire molten metal mass, including its treatment along the outer edge, which allows a faster stabilization of the temperature and composition of the molten metal-5. It should be noted that the need to move the plasma generator in a horizontal plane is most advantageous when handling large volumes (more than 5 t) of molten metal.

On toivottavaa käyttää puhalluslampputyyppistä plas-10 mageneraattoria. Tämän tyyppinen plasmageneraattori on sopivin lisäaineiden sulaan metalliin johtamista varten, kun ei ole tarvetta varsinaisen sulan metallin merkittävään kuumentamiseen. Tässä tapauksessa ei ole välttämätöntä käyttää erityistä elektrodia jännitteen saattamiseksi sulaan metal-15 liin.It is desirable to use a blow-lamp type plas-10 magenerator. A plasma generator of this type is most suitable for introducing additives into molten metal when there is no need for significant heating of the actual molten metal. In this case, it is not necessary to use a special electrode to apply voltage to the molten metal.

Ulkoisella plasmavalokaarella varustettua plasmage-neraattoria voidaan käyttää mukavasti, kun sula metalli tarvitsee merkittävää kuumentamista ja myös siinä tapauksessa, että käytetään korkeassa lämpötilassa sulavia lisäaineita, 20 jotka vaativat plasmallekin korkeampia lämpötiloja niiden sulattamiseksi.A plasma generator with an external plasma arc can be conveniently used when the molten metal needs significant heating and also in the case of using high temperature melting additives which require even higher temperatures for the plasma to melt them.

Suutin voi olla sopivasti varustettu levyllä, jossa on keskellä aukko, joka on samankeskinen suuttimen sisäau-kon kanssa, ja pystysuorilla läpikäytävillä, joiden määrä 25 kasvaa keskustasta kohti tason ulkoreunaa.The nozzle may be suitably provided with a plate having an opening in the middle concentric with the inner opening of the nozzle and vertical passageways increasing in number from the center towards the outer edge of the plane.

Mainittu levy on asennettu lämmön- ja aineensiirron voimistamista varten plasman ja sulan metallin välillä, mikä mahdollistaa kaasukuplien liikkumistien laajentumisen sulassa metallissa ja niiden siinä pysymisajan pitenemisen. 30 Tämä aiheuttaa kaasukuplien tehokkaamman jakaantumisen. Kuitenkin kaasukuplien tehokkain jakaantuminen saavutetaan, kun mainittu levy on lisäksi varustettu pystysuorilla läpikäytävillä, joiden ansiosta ylöspäin liikkuvat kaasukuplat päästessään käytäviin jakaantuvat ja kuplivat sitten yhte-35 näisesti levyn yläpuolelle koko sulatteen laajuudelta.Said plate is mounted to enhance the heat and mass transfer between the plasma and the molten metal, which allows the gas bubbles to expand in the molten metal and to prolong their residence time. 30 This causes a more efficient distribution of gas bubbles. However, the most efficient distribution of gas bubbles is achieved when said plate is further provided with vertical passageways, which allow the upwardly moving gas bubbles to enter the corridors to be distributed and then bubble uniformly above the plate over the entire extent of the melt.

Il il 813 8 3Il 813 8 3

Sisäänmenoalueen rajalla voi suutin olla varustettu aukolla lisäaineiden viemistä varten. Sellainen aukko antaa halutun tehon jauhemaisten lisäaineiden johtamisessa sulaan metalliin.At the boundary of the inlet area, the nozzle may be provided with an opening for the introduction of additives. Such an opening provides the desired power in conducting powdered additives into the molten metal.

5 Keksinnön selvemmän ymmärtämisen mahdollistamiseksi sen edulliset suoritusmuodot kuvataan jäljempänä täydellisemmin viitaten liitteinä oleviin piirustuksiin, joissa:In order that the invention may be more clearly understood, preferred embodiments thereof will be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuvio 1 kuvaa keksinnön mukaisesti sulan metallin käsittelemiseksi kaavamaisesti laitteen, jossa on valuas-10 tian pystysuora leikkaus, johon on tehty osaleikkauksia plasmageneraattorin nosto- ja kääntökoneistoon.Figure 1 schematically illustrates an apparatus for treating molten metal in accordance with the invention having a Valuas-10 Tian vertical section with partial cuts in the lifting and turning mechanism of the plasma generator.

Kuvio 2 on kuvion 1 leikkaus II-II piirrettynä suurennettuun mittakaavaan.Fig. 2 is a section II-II of Fig. 1 drawn on an enlarged scale.

Esitetty sulan metallin käsittelymenetelmä käsittää 15 matalalämpötilaisen plasmallekin synnyttämisen päästämällä plasmaa synnyttävää ainetta valokaaren läpi.The disclosed molten metal treatment method also involves the generation of 15 low temperature plasma by passing the plasma generating agent through an arc.

Plasmaa synnyttävä aine on valittu sarjasta, joka koostuu argonista, typestä, hapesta, vedystä ja/tai niiden seoksista.The plasma generating agent is selected from the group consisting of argon, nitrogen, oxygen, hydrogen and / or mixtures thereof.

20 Lisäksi esitetty menetelmä mahdollistaa matalalämpö tilaisen plasmallekin johtamisen sulaan metalliin.20 In addition, the presented method enables the introduction of low-temperature even plasma into molten metal.

Sulan metallin käsittelyprosessissa valokaaren voimakkuutta pidetään yllä noin 50 kW... noin 5,0 MW tasolla sulan metallin määrän ollessa noin 100 kg... noin 2500 kg.In the molten metal processing process, the arc strength is maintained at a level of about 50 kW to about 5.0 MW with an amount of molten metal of about 100 kg to about 2500 kg.

25 Matalalämpötilainen plasmaliekki johdetaan sulan metalli- massan sisäpuolelle sen pinnan puolelta nopeudella 1500 m/s, mikä takaa sulatteen sekoittumisen. Lisäaineet viedään päästämällä ne alustavasti plasmallekin läpi.The low temperature plasma flame is introduced inside the molten metal mass from its surface side at a speed of 1500 m / s, which ensures the mixing of the melt. The additives are introduced by passing them through the plasma.

Lisäaineina on käytetty typpeä sisältäviä lisäainei-30 ta, esimerkiksi puhdasta typpeä, typpi-argon-seosta tai kuonanmuodostajalisäaineita, jotka on alustavasti jauhettu noin 0,1... noin 1,0 mm kokoon, esimerkkeinä lejeröintial-kuainejauheet (titaani, volframi jne.), kalkki, fluorisäl-pä jne.Nitrogen-containing additives have been used as additives, for example pure nitrogen, a nitrogen-argon mixture or slag-forming additives which have been preliminarily ground to a size of about 0.1 to about 1.0 mm, for example leaching elemental powders (titanium, tungsten, etc.). ), lime, fluorine content, etc.

35 Kun on käytetty kuonanmuodostajalisäaineita, tulisi i2 81 383 plasmaa muodostavan aineen sisältää happea määränä 0...100 tilavuusprosenttia plasman muodostaja-aineesta.35 When slag-forming additives are used, the i2 81 383 plasma-forming agent should contain 0 to 100% by volume of oxygen from the plasma-forming agent.

Laite sulan metallin käsittelemiseksi käsittää plas-mageneraattorin 1 (kuvio 1) matalalämpötilaisen plasmalie-5 kin 2 tuottamiseksi. Plasmageneraattori 1 on asennettu pystysuorassa tasossa edestakaisin liikettä varten ja järjestetty erityisessä säiliöastiassa 4, esimerkiksi valuastias-sa tai säiliössä, olevan sulan metallin 3 pinnan yläpuolelle. Plasmageneraattori 1 on varustettu suuttimella 5, jon-10 ka loppupää on vastatusten sulan metallin 3 kanssa ja jonka sisäänmenoalue vastaa oleellisesti plasmageneraattorin 1 ulosmenoaluetta matalalämpötilaisen plasmallekin 2 ulostu-lopaikassa, sulaan metalliin 3 upotetun suuttimen 5 osan pituuden ollessa noin 0,1... noin 0,8 sulan metallin 3 ko-15 lonnin korkeudesta.The apparatus for treating molten metal comprises a plasma generator 1 (Fig. 1) for producing a low temperature plasma flame 2. The plasma generator 1 is mounted in a vertical plane for reciprocating movement and is arranged above the surface of the molten metal 3 in a special tank vessel 4, for example a casting vessel or tank. The plasma generator 1 is provided with a nozzle 5, the end of which is in contact with the molten metal 3 and whose inlet area substantially corresponds to the outlet area of the plasma generator 1 at the outlet end of the low temperature plasma 2, the length of the nozzle 0.8 from the height of 3 ko-15 lons of molten metal.

Suuttimella 5 varustetun plasmageneraattorin 1 pystysuorassa tasossa edestakaisen liikkeen takaamiseksi käytetään ohjauslaitetta, joka käsittää pohjalevyn 6, joka on asennettu pallotuen 7 kautta laakeritasoon 8, johon on kiin-20 nitetty pilari 9 ja alemman tuen 10 ja ylemmän tuen 11 rungot. Johtoruuvi 14 on kiinnitetty tukiin 10, 11 erityisellä alemmalla painelaakerilla 12 ja erityisellä ylemmällä painelaakerilla 13. Johtoruuvia 14 pyöritetään sähkömoottorilla 15 vaihteen 16 avulla. Mutteri 17, joka tekee siirtolii-25 kettä on kiinnitetty johtoruuviin 14.In order to ensure reciprocating movement in the vertical plane of the plasma generator 1 provided with the nozzle 5, a control device comprising a base plate 6 mounted via a ball support 7 is mounted on a bearing plane 8 to which a column 9 and lower support 10 and upper support 11 bodies are attached. The guide screw 14 is attached to the supports 10, 11 by a special lower thrust bearing 12 and a special upper thrust bearing 13. The guide screw 14 is rotated by an electric motor 15 by means of a gear 16. A nut 17 making the transfer 25 is attached to the lead screw 14.

Mutterin 17 kääntymisen estämiseksi johtoruuvin 14 kanssa on pilari 9 varustettu lovella 9', joka pitelee mutteria 17. Plasmageneraattori 1, jossa on suutin 5, on kiinnitetty kannattimeen 18, joka on kiinnitetty mutteriin 17.To prevent the nut 17 from turning with the guide screw 14, the column 9 is provided with a notch 9 'holding the nut 17. A plasma generator 1 with a nozzle 5 is fixed to a bracket 18 fixed to the nut 17.

30 Esitetyn laitteen muotoilu sallii plasmageneraatto rin 1 liikkumisen vaakasuorassa tasossa. Lopulta kuvattu ohjauslaite pyörii akselinsa ympäri pallotuilla 7.The design of the device shown allows the plasma generator 1 to move in a horizontal plane. The control device finally described rotates about its axis on the ball supports 7.

Laite tarjoaa käyttöön puhalluslampputyyppisen plasmageneraattorin 1 (ei kuvattu kuviossa 1) tai kuviossa 1 35 esitetyn ulkoisella plasmavalokaarella varustetun plasmage-neraattorityypin.The device provides a blow lamp-type plasma generator 1 (not shown in Fig. 1) or a type of plasma generator with an external plasma arc shown in Fig. 1 35.

i3 8 1 383i3 8 1 383

Jos sulaa metallia käsitellään ensimmäisen vaihtoehdon mukaisesti, luodaan valokaari puhalluslampputyyppi-sen plasmageneraattorin 1 anodin ja katodin välille.If the molten metal is treated according to the first alternative, an arc is created between the anode and the cathode of the blow lamp type plasma generator 1.

Jos käytetään plasmageneraattoria 1, jossa on ulkoi-5 nen plasmavalokaari, luodaan valokaari katodin ja sulan metallin 3 välille, johon tasavirtalähteen 19 positiivinen napa on johdettu erityisellä elektrodilla 20. Elektrodi 20 voidaan upottaa sulaan metalliin sen pinnan puolelta tai se voi olla kiinnitetty sulan metallin käsittelysäiliön poh-10 jaan tai sivuseinään.If a plasma generator 1 with an external plasma arc 5 is used, an arc is created between the cathode and the molten metal 3 to which the positive pole of the DC source 19 is led by a special electrode 20. The electrode 20 can be embedded in the molten metal on its surface side or attached to a molten metal processing tank north-10 or sidewall.

Ulosmenoalueen kohdalla on suutin 5 varustettu levyllä 21 (kuvio 2), jonka keskusaukko 22 on samankeskinen suuttimen 5 sisäaukon kanssa (kuvio 1).At the outlet area, the nozzle 5 is provided with a plate 21 (Fig. 2), the central opening 22 of which is concentric with the inner opening of the nozzle 5 (Fig. 1).

Levy 21 voi olla joko kiinteä tai siinä voi olla pys-15 tysuoria läpikäytäviä 23 (kuvio 2), joiden määrä kasvaa keskeltä kohti levyn 21 ulkoreunaa. Sulan metallin 3 käsittelyprosessissa levy 21 on kokonaan upotettu sulaan metalliin 3. Tämä mahdollistaa lämmön- ja aineensiirtoprosessien voimistamisen plasman 2 ja sulan metallin 3 välillä, mikä joh-20 tuu ylöspäin nousevien kaasukuplien 2’ liikkumistien laajenemisesta sulassa metallissa 3 ja mainittujen kaasukuplien jakaantumisesta niiden mennessä levyn 21 pystysuorien käytävien 23 läpi. Levyn 21 ulkohalkaisijän mitat vaihtelevat noin l/3:sta noin l/2:een säiliön 4, jossa sula metalli 3 25 käsitellään, sisähalkaisijasta. Tällainen levyn mitoitus varmistaa prosessin toteuttamisen ja käsittelyn maksimite-hokkuuden.The plate 21 may be either fixed or may have vertical passages 23 (Fig. 2), the number of which increases from the center towards the outer edge of the plate 21. In the molten metal 3 treatment process, the plate 21 is completely immersed in the molten metal 3. This enables the intensification of heat and mass transfer processes between the plasma 2 and the molten metal 3 due to the expansion of the upward gas bubbles 2 'in the molten metal 3 and the distribution of said gas bubbles. 21 through vertical passages 23. The dimensions of the outer diameter of the plate 21 vary from about 1/3 to about 1/2 of the inner diameter of the tank 4 in which the molten metal 3 is treated. Such plate sizing ensures maximum efficiency in the execution and processing of the process.

Levyn 21 pystysuorat käytävät voivat olla leikkaukseltaan rengasmaisia tai neliöitä.The vertical passages of the plate 21 may be annular or square in cross section.

30 Käytävien 23 aukkojen optimimitat kohoavat 8-10 mm: iin. Jos aukkojen halkaisija (tai neliön sivu) kasvaa yli 10 mm, voi se aiheuttaa käytävien epäyhtenäistä toimintaa, koska kaasu voi ensisijaisesti läpäistä käytävien sen osan, joka on järjestäytynyt suuttimen 5 toiselle puolelle. Kun 35 käytävien 23 koko on pienempi kuin 8 mm, ovat kokeet osoit- i4 81 383 taneet, että se saattaa johtaa "tukehtumistilaan", ts. käytävät eivät läpäise kaasua.30 The optimum dimensions of the openings in the corridors 23 increase to 8-10 mm. If the diameter of the openings (or the side of the square) increases by more than 10 mm, it can cause inconsistent operation of the passages, as the gas can primarily pass through the part of the passages arranged on the other side of the nozzle 5. When the size of the passages 23 is less than 8 mm, experiments have shown that it may lead to a "suffocation state", i.e. the passages are impermeable to gas.

Käytävien 23 läpäisevä kaasu-plasmaliekki on jakaantunut hienoksi ja nousee levyn 21 yläpuolelle pienien kup-5 lien 2' muodossa, muodostaen siten hyvin kehittyneen kaasu-metalli rajapinnan. Levyn 21 yläpuolella olevan koko sula-metallimassan käsittelyn takaamiseksi ja sellaisen tapauksen estämiseksi, että kaikki kaasu läpäisee käytävät 23 lähimpänä levyn 21 sisäaukkoa, ovat mainitut käytävät järjes-10 tetty epäyhtenäisesti pitkin levyn 21 koko pintaa ja käytävien 23 määrä (intensiteetti) kasvaa keskeltä kohti levyn ulkoreunaa.The gas-plasma flame passing through the passages 23 is finely divided and rises above the plate 21 in the form of small bubbles 2 ', thus forming a well-developed gas-metal interface. In order to ensure the treatment of the entire molten metal mass above the plate 21 and to prevent all gas from passing through the passages 23 closest to the inner opening of the plate 21, said passages are arranged non-uniformly along the entire surface of the plate 21 and the number (intensity) of the passages the outer edge.

Sisäänmenoalueen vyöhykkeessä suuttimessa 5 on aukko 24 (kuvio 1) lisäaineiden viemistä varten. Tämä sallii 15 jauhemaisten lisäaineiden läpäisyn plasmallekin 2 läpi ja niiden viemisen sulaan metallimassaan 3.In the zone of the inlet area, the nozzle 5 has an opening 24 (Fig. 1) for the introduction of additives. This allows the powdered additives to pass through the plasma 2 as well and into the molten metal mass 3.

Laite sulan metallin käsittelemiseksi valuastiassa toimii seuraavalla tavalla.The apparatus for treating molten metal in a casting vessel operates as follows.

Käsittelyä varten käytetään paljon mangaania sisäl-20 tävää terästä. Kuumennus suoritetaan induktiouunissa. Sula • .·. metalli kaadetaan uunista valuastiaan 4 nosto- ja kääntöme- kanismin avulla.Manganese-rich steel is used for processing. Heating is performed in an induction furnace. Sula •. ·. the metal is poured from the furnace into the casting vessel 4 by means of a lifting and turning mechanism.

Vettä johdetaan veden syöttöjärjestelmiin 25 (kuvio 1) plasmageneraattorin 1 jäähdytysyksikköjä varten. Plasmaa 25 muodostavan kaasun vapauttamisen yhteen 26 läpi aloitetaan samanaikaisesti. Voimasyöttölähde 19 kytketään päälle, jännite kytketään plasmageneraattoriin 1 ja valokaari syttyy.Water is supplied to water supply systems 25 (Fig. 1) for the cooling units of the plasma generator 1. The release of the gas forming the plasma 25 through the joint 26 is started simultaneously. The power supply 19 is turned on, the voltage is connected to the plasma generator 1, and the arc ignites.

Suuttimella 5 varustettu plasmageneraattori 1 lasketaan alas, minkä vuoksi suutin 5 uppoaa sulaan metalliin 3. 30 Tulokseksi muodostuu hormivyöhyke, jossa sula metalli käsitellään.The plasma generator 1 provided with the nozzle 5 is lowered, as a result of which the nozzle 5 sinks into the molten metal 3. The result is a flue zone in which the molten metal is treated.

Esillä olevan keksinnön paremmin ymmärtämiseksi on alla annettu sen edullisia suoritusmuotoja kuvaavia erityisiä esimerkkejä.For a better understanding of the present invention, specific examples illustrating preferred embodiments thereof are provided below.

is 81383is 81383

Esimerkki 1Example 1

Induktiouunissa tuotetaan terästä, jolla on seuraa-va kemiallinen koostumus, % massasta: hiiltä 0,36 %, piitä 0,29 %, mangaania 0,61 %. Sitten sula metalli kaadetaan ka-5 pasiteetiltaan 160 kg valuastiaan ja siihen viedään plasma-generaattori nosto- ja kääntömekanismin avulla. Plasmagene-raattori kytketään päälle seuraavilla toiminta-arvoilla: valokaarivirta 350Δ, plasmaa synnyttävän kaasun (argon) kulutus 3,2 g/s. Sitten plasmageneraattorisuutin upotetaan 10 sulaan metalliin 60 mm syvyyteen ja käsittelyä jatketaan 10 minuutin pituisen jakson ajan. Sen jälkeen metalli saatetaan valettavaksi. Samanaikaiset metallinäytteet otetaan mekaanisten ominaisuuksien testaamiseksi. Saadut näytteet laitettiin normalisoitumaan. Käsitellyn teräksen mekaaniset 15 ominaisuudet ovat seuraavat: -560 MPa, £-23 %, ψ -28 %, KCV (iskulujuus) -460 kJ/m2, missä ^ on vetolujuus, on venymä.The induction furnace produces steel with the following chemical composition,% by weight: carbon 0.36%, silicon 0.29%, manganese 0.61%. The molten metal is then poured into a 160 kg casting vessel and a plasma generator is introduced into it by means of a lifting and turning mechanism. The plasma generator is switched on with the following operating values: arc current 350Δ, plasma gas-generating gas (argon) consumption 3.2 g / s. The plasma generator nozzle is then immersed in 10 molten metal to a depth of 60 mm and the treatment is continued for a period of 10 minutes. The metal is then cast. Simultaneous metal samples are taken to test the mechanical properties. The resulting samples were normalized. The mechanical properties of the treated steel are as follows: -560 MPa, £ -23%, ψ -28%, KCV (impact strength) -460 kJ / m2, where ^ is the tensile strength, is the elongation.

Vertailuksi saman, mutta käsittelemättömän teräksen mekaaniset omainaisuudet ovat seuraavat: ^-480 MPa,^',-16 %, 20 ψ-21 %, KCV (iskulujuus) 355 kJ/m2. Plasmakäsittelyn jälkeen valetun metallin tutkimukset tekivät mahdollisiksi määrittää 30-50 % pieneneminen ei-metallisten epäpuhtauksien määrässä verrattuna saman koostumuksen omaavaan teräkseen, jota ei oltu plasmakäsitelty. Ja ei-metalliset epäpuhtaudet 25 jauhetaan, saadaan oikea fasetointi ja ne ovat jakautuneet yhtenäisesti metalliin.For comparison, the mechanical properties of the same but untreated steel are as follows: ^ -480 MPa, ^ ', - 16%, 20 ψ - 21%, KCV (impact strength) 355 kJ / m2. Studies of the cast metal after plasma treatment made it possible to determine a 30-50% reduction in the amount of non-metallic impurities compared to steel of the same composition that had not been plasma-treated. And the non-metallic impurities 25 are ground, the correct faceting is obtained, and they are uniformly distributed in the metal.

Oleellinen väheneminen plasmalla käsitellyssä metallissa olevien kaasujen määrässä havaitaan. Esimerkiksi havaittiin happisisällön pieneneminen 0,0035 %:sta jopa 0,0024 30 %:iin. Plasmakäsittelyn jälkeen tutkitulla teräksellä on alhainen vetysisältö - 0,00065 %, mikä on oleellisesti alhaisempi kuin lähtöainemetallissa, jossa vetysisältö on jopa 0,00085 %. Nämä positiiviset tekijät takaavat valukappaleiden mekaanisten ja toimintaominaisuuksien merkittävän kas-35 vun.A significant reduction in the amount of gases in the plasma-treated metal is observed. For example, a reduction in oxygen content from 0.0035% to as much as 0.0024 to 30% was observed. After plasma treatment, the steel studied has a low hydrogen content - 0.00065%, which is substantially lower than in the starting metal, where the hydrogen content is up to 0.00085%. These positive factors guarantee a significant increase in the mechanical and functional properties of the castings.

i6 81 383i6 81 383

Esimerkki 2 Käsittelyyn on saatettu kulutuksen kestävä teräs, joka on valmistettu induktiouunissa ja jolla on seuraava kemiallinen koostumus, % massasta: hiiltä 1,10 %, mangaa-5 nia 12,20 %, piitä 0,83 %, titaania 0,09 %, rikkiä 0,03 7 %, fosforia 0,074 %, typpeä 0,0072 %. Sitten sula metalli kaadetaan kapasiteetiltaan 160 kg valuastiaan, jossa se leje-röidään typellä, joka on peräisin plasmavalokaaresta, joka on upotettu sulaan metalliin suuttimen avulla.Example 2 A wear-resistant steel made in an induction furnace and having the following chemical composition,% by weight, has been treated: carbon 1.10%, manganese-5.20%, silicon 0.83%, titanium 0.09%, sulfur 0.03 7%, phosphorus 0.074%, nitrogen 0.0072%. The molten metal is then poured into a 160 kg casting vessel in which it is alloyed with nitrogen from a plasma arc immersed in the molten metal by means of a nozzle.

10 Plasmageneraattori kytketään päälle seuraavien toi minta-arvojen mukaan: valokaarivirta 300 A, plasmaa muodostavan kaasun (typen) kulutus 4,5 g/s. Suuttimen alempi pää on upotettu sulaan metalliin 50-60 mm syvyyteen. Sellainen käsittelymalli tapaa metallin ja kaasun tehokkaan sekoittu-15 misen, mikä antaa hyvin kehittyneen pinnan lämmön- ja aineensiirtoa varten. Metallin kemiallinen koostumus sen jälkeen, kun sitä on puhallettu 12 minuutin pituisen jakson ajan, on seuraavanlainen: hiiltä 1,07 %, mangaania 12,0 %, piitä 0,85 %, rikkiä 0,032 %, fosforia 0,068 %, typpeä 0,065 20 %. Teräksen mekaaniset omainaisuudet käsittelyn jälkeen ovat seuraavat: -760 MPa, ^.-570 MPa,/^-20,8 %, ψ -24,1 %, KCV (iskulujuus) -2100 kJ/m^.10 The plasma generator is switched on according to the following operating values: arc current 300 A, plasma gas (nitrogen) consumption 4.5 g / s. The lower end of the nozzle is immersed in molten metal to a depth of 50-60 mm. Such a treatment pattern meets the efficient mixing of metal and gas, which provides a well-developed surface for heat and mass transfer. The chemical composition of the metal after blowing for a period of 12 minutes is as follows: carbon 1.07%, manganese 12.0%, silicon 0.85%, sulfur 0.032%, phosphorus 0.068%, nitrogen 0.065 20%. The mechanical properties of the steel after treatment are as follows: -760 MPa,.-570 MPa, ^-20.8%, ψ -24.1%, KCV (impact strength) -2100 kJ / m 2.

Lähtöaineteräksellä on seuraavat mekaaniset ominaisuudet: 6^-680 MPa, £»,.-390 MPa,^-19,2 %, JP-23,2 %, KCV (is-25 kulujuus) -1980 kJ/m^.The starting steel has the following mechanical properties:? -680 MPa,? -390 MPa, ^ -19.2%, JP-23.2%, KCV (is-25 flowability) -1980 kJ / m ^.

Isku-hankaus-kulutusolosuhteiden simuloimiseksi suoritettiin kokeet pallomyllyssä, joka koostuu kahdesta rummusta, jotka on järjestetty 45 % kulmaan suhteessa niiden akseliin. Rumpujen sisämitat: halkaisija 20 mm, pituus 320 30 mm. Rummut pyörivät nopeudella 33 rpm. Kumpaankin rumpuun lastattiin 10 kg halkaisijaltaan 50 mm (HRC 50) teräspallo-ja, 6 kg määrätyn kokoista (tilauksessa 10-20 mm) graniit-tikivimurskaa ja käsittelyn alaisia teräsnäytteitä kooltaan 10x10x25 mm. Teräksen kulutuskestävyysarviota luonnehdit-35 tiin suhteellisella kulutusarvolla. Standardiksi otettiin lähtöaineteräksestä valmistettu näyte.To simulate impact-abrasion-wear conditions, experiments were performed in a ball mill consisting of two drums arranged at an angle of 45% with respect to their axis. Internal dimensions of drums: diameter 20 mm, length 320 30 mm. The drums rotate at 33 rpm. Each drum was loaded with 10 kg of 50 mm diameter (HRC 50) steel balls and 6 kg of specified size (10-20 mm on request) granite crushed stone and 10x10x25 mm steel specimens to be processed. The wear resistance assessment of steel was characterized by a relative consumption value. A sample of the starting steel was taken as the standard.

i7 81 383i7 81 383

Tutkimukset osoittivat, että esitetyn tekniikan mukaan typellä lejeröidyn teräksen kulutuskestävyys on 30 % korkeampi kuin läntöaineteräksen kulutuskestävyys.The studies showed that according to the presented technology, the wear resistance of nitrogen-alloyed steel is 30% higher than the wear resistance of filler steel.

Esimerkki 3 5 Harkkorauta, jolla on seuraava koostumus, % massas ta: hiiltä 3,98 %, piitä 0,91 %, mangaania 0,52 %, fosforia 0,110 %, rikkiä 0,026 % sulatetaan induktiouunissa. Uunista sula metalli kaadetaan kapasiteetiltaan 160 kg va-luastiaan. Metallin lämpötila ennen käsittelyä on 1260 C.Example 3 5 Pig iron having the following composition,% by weight: carbon 3.98%, silicon 0.91%, manganese 0.52%, phosphorus 0.110%, sulfur 0.026% are melted in an induction furnace. From the furnace, the molten metal is poured into a casting vessel with a capacity of 160 kg. The temperature of the metal before treatment is 1260 C.

10 Operointia varten valmistettu plasmageneraattori viedään valuastiaan ja sijoitetaan sulan metallin yläpuolelle. Plasmageneraattori kytketään päälle seuraavilla toiminta-arvoilla: valokaarivirta 300-400 A, jännitteen alenema 180-250 V, plasmaa muodostavan kaasun kulutus 4 g/s. Plasmaa muodosta-15 va kaasu koostuu argonista (95 %) ja hapesta (5 1). Suutin upotetaan sulaan metalliin 70-80 mm syvyyteen. Samanaikaisesti viedään sulaan metalliin kuonanmuodostajalisäaineita hienoksi jauhetun jauheen muodossa (partikkelien koko on valittu olosuhteiden mukaan, jotka takaavat plasmageneraat-20 torin käyttökelpoisuuden), jolla jauheella on seuraava koostumus, % massasta: kalkkia 80 % ja fluorisälpää 20 %. Jauheen kokonaiskulutus on 13 kg/t.The plasma generator prepared for operation is placed in a casting vessel and placed above the molten metal. The plasma generator is switched on with the following operating values: arc current 300-400 A, voltage drop 180-250 V, plasma gas consumption 4 g / s. The plasma-forming gas consists of argon (95%) and oxygen (5 L). The nozzle is immersed in molten metal to a depth of 70-80 mm. At the same time, slag-forming additives are introduced into the molten metal in the form of a finely divided powder (particle size selected according to conditions which guarantee the usability of the plasma generator-20), having the following composition,% by weight: 80% lime and 20% fluorine slag. The total consumption of the powder is 13 kg / t.

Läpäistyään plasmavalokaaren pääsevät jauhepartikke-lit sulaan metalliin kuumennetussa tai sulassa tilassa.After passing through the plasma arc, the powder particles enter the molten metal in a heated or molten state.

25 Asettautuneina puhallusvyöhykkeeseen on olemassa olosuhteet kuonanmuodostaja-aineita sisältävän kaasuplasmaliekin ja sulan metallin tehokkaalle sekoittumiselle. Plasman muodossa oleva happi edesauttaa erittäin aktiivisen ferrirauta-kalkkikuonan muodostumista sulassa metallimassassa puhallus-30 prosessin aikana. Tästä aiheutuu nopea ja tehokas fosforin-poistoprosessien toteuttaminen, mikä tässä tapauksessa tapahtuu puhallusvyöhykkeellä ja jatkuu kuonapartikkelien noustessa ylöspäin. 3 minuutin puhallusjakson jälkeen havaitaan sulan harkkoraudan lämpötilan kasvu 1285 C:seen.Once settled in the blowing zone, conditions exist for efficient mixing of the gas plasma flame containing the slag-forming agents and the molten metal. Oxygen in the form of plasma promotes the formation of highly active ferric iron-lime slag in the molten metal mass during the blowing-30 process. This results in the rapid and efficient implementation of phosphorus removal processes, which in this case occurs in the blast zone and continues as the slag particles rise upward. After a blowing period of 3 minutes, an increase in the temperature of the molten pig iron to 1285 ° C is observed.

35 Sen jälkeen kun sula metalli on käsitelty kaasu-plas- 18 81 383 maliekillä, suoritetaan kuonanpoisto-, hapenpoisto- ja metallin valuoperaatiot.35 After the molten metal has been treated with a gas-plasma flame, 18 81 383 slag removal, deoxygenation and metal casting operations are performed.

Käsittelyn jälkeen harkkoraudalla on seuraava koos-mus, % massasta: hiiltä 3,60 %, piijäämiä, mangaanijäämiä, 5 fosforia 0,01 %, rikkiä 0,018 %.After treatment, pig iron has the following composition,% by weight: carbon 3.60%, silicon residues, manganese residues, phosphorus 0.01%, sulfur 0.018%.

Esillä olevaa keksintöä voidaan käyttää edullisimmin tuotettaessa tavallisia rauta-hiililejeerinkejä ja lejee-rinkejä, jotka sisältävät kalliita ja harvinaisia alkuaineita, erityisiä lejeerinkejä, kuten esimerkiksi kulutuk-10 sen kestäviä, korroosion kestäviä, lämmönkestäviä ja kor- kealämpötilalejeerinkejä, sekä myös erityisiä rautaa sisältäviä ja sisältämättömiä, esimerkiksi alumiinilejeerinkejä.The present invention can be most preferably used in the production of ordinary iron-carbon alloys and alloys containing expensive and rare elements, special alloys such as wear-resistant, corrosion-resistant, heat-resistant and high-temperature alloys, as well as special iron-containing and non-ferrous , for example aluminum alloys.

Claims (10)

1. Sulan metallin käsittelymenetelmä, jossa mata-lalämpötilainen plasmaliekki (2) muodostetaan johtamalla 5 plasmaa muodostavaa ainetta valokaaren läpi ja matalaläm-pötilainen plasmaliekki (2) johdetaan sulaan metalliin (3), tunnettu siitä, että matalalämpötilainen plasma-liekki (2) johdetaan sulan metallin (3) massan sisäpuolelle sulan metallin pinnan puolelta nopeudella noin 1500 rn/s 10 sulan metallin (3) sekoittamiseksi, ja plasmallekin (2) alustavasti läpäisseet lisäaineet viedään joukkoon.A method for treating molten metal, wherein the low-temperature plasma flame (2) is formed by passing 5 plasma-forming substances through an arc and the low-temperature plasma flame (2) is introduced into the molten metal (3), characterized in that the low-temperature plasma flame (2) is on the inside of the mass of metal (3) from the surface side of the molten metal at a speed of about 1500 rn / s 10 for mixing the molten metal (3), and the additives which have previously passed through the plasma (2) are also introduced. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että typpeä sisältäviä aineita käytetään lisäaineina.Process according to Claim 1, characterized in that the nitrogen-containing substances are used as additives. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että käytetyt lisäaineet ovat kuonanmuo-dostajalisäaineita, jotka on alustavasti jauhettu noin 0,1 mm... noin 1,0 mm partikkelikokoon.Process according to Claim 1, characterized in that the additives used are slag-forming additives which have been preliminarily ground to a particle size of about 0.1 mm to about 1.0 mm. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, t u n-20 n e t t u siitä, että kuonanmuodostajalisäaineiden kanssa käytetty plasmaa muodostava aine sisältää happea määränä 0... 100 tilavuus-% plasmaa muodostavasta aineesta.Process according to Claim 3, characterized in that the plasma-forming agent used with the slag-forming additives contains oxygen in an amount of 0 to 100% by volume of the plasma-forming agent. 5. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen sulan metallin käsittelymenetelmän toteuttamiseksi, joka laite käsit- 25 tää plasmageneraattorin (1) matalalämpötilaisen plasmallekin (2) tuottamiseksi asennettuna edestakaista liikettä varten pystysuorassa tasossa ja sijoitettuna sulan metallin (3) pinnan yläpuolelle, tunnettu siitä, että plas-mageneraattori (1) on varustettu suuttimella (5), jonka 30 loppupää on vastatusten sulan metallin (3) kanssa ja jonka sisäänmenoalue vastaa oleellisesti plasmageneraattorin (1) ulosmenoaluetta matalalämpötilaisen plasmallekin (2) ulos-tulopaikassa, sulaan metalliin (3) upotetun suuttimen (5) osan pituuden ollessa noin 0,1... noin 0,8 sulan metalli-35 kolonnin korkeudesta. 2o 81383Apparatus for carrying out a molten metal treatment method according to claim 1, comprising a plasma generator (1) for producing a low temperature plasma (2) mounted for reciprocating motion in a vertical plane and positioned above the surface of the molten metal (3), characterized in that the plasma generator (1) is provided with a nozzle (5), the end of the 30 of which is in contact with the molten metal (3) and whose inlet area substantially corresponds to the outlet area of the plasma generator (1) at the outlet of the low temperature plasma (2), the nozzle (5) with a length of about 0.1 to about 0.8 of the height of the molten metal-35 column. 2o 81383 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että plasmageneraattori (1) on asennettu vaakasuorassa tasossa liikkumista varten.Device according to Claim 5, characterized in that the plasma generator (1) is mounted for movement in a horizontal plane. 7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laite, 5 tunnettu siitä, että käytetään puhalluslampputyyp-pistä plasmageneraattoria (1).Device according to Claim 5 or 6, characterized in that a plasma generator (1) of the blow lamp type is used. 8. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että käytetään plasmageneraattoria (1), jossa on ulkoinen valokaari.Device according to Claim 5 or 6, characterized in that a plasma generator (1) with an external arc is used. 9. Patenttivaatimuksen 5-7, tai 5, 6, 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutin (5) on varustettu ulosmenoalueen vyöhykkeessä levyllä (21), jonka kes-kusaukko on samankeskinen suuttimen sisäaukon kanssa, ja jossa on pystysuoria läpikäytäviä (23), joiden määrä kas-15 vaa keskeltä kohti levyn (21) ulkoreunaa.Device according to Claims 5 to 7, or 5, 6, 8, characterized in that the nozzle (5) is provided in the zone of the outlet area with a plate (21) with a central opening concentric with the inner opening of the nozzle and with vertical passages (23). ), the number of which grows from the center towards the outer edge of the plate (21). 10. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että suuttimessa (5) on sisäänmenoalueen vyöhykkeellä aukko (24) lisäaineiden viemistä varten. 2i 81383Device according to Claim 5, characterized in that the nozzle (5) has an opening (24) in the zone of the inlet region for the introduction of additives. 2i 81383
FI871665A 1985-08-16 1987-04-15 FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV SMAELT METALL OCH ANORDNING FOER UTFOERANDE AV FOERFARANDET. FI81383C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SU1985/000071 WO1987001137A1 (en) 1985-08-16 1985-08-16 Method and device for treatment of melt
SU8500071 1985-08-16

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI871665A FI871665A (en) 1987-04-15
FI871665A0 FI871665A0 (en) 1987-04-15
FI81383B true FI81383B (en) 1990-06-29
FI81383C FI81383C (en) 1990-10-10

Family

ID=21616936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI871665A FI81383C (en) 1985-08-16 1987-04-15 FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV SMAELT METALL OCH ANORDNING FOER UTFOERANDE AV FOERFARANDET.

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS63500043A (en)
DE (2) DE3590837T1 (en)
FI (1) FI81383C (en)
GB (1) GB2189508B (en)
SE (1) SE8701578L (en)
WO (1) WO1987001137A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO157876C (en) * 1985-09-23 1988-06-01 Sintef METHOD AND APPARATUS FOR IMPLEMENTING HEAT TREATMENT.
US4997476A (en) * 1988-12-08 1991-03-05 Plasma Energy Corporation Recovery of free aluminum from aluminum dross using plasma energy without use of a salt flux
DE4336628A1 (en) * 1993-10-27 1995-05-04 Messer Griesheim Gmbh Electrode system
WO1995025822A1 (en) * 1994-03-18 1995-09-28 Sahm P R Casting materials
AUPN595095A0 (en) * 1995-10-16 1995-11-09 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Heating molten metal

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3547622A (en) * 1968-06-12 1970-12-15 Pennwalt Corp D.c. powered plasma arc method and apparatus for refining molten metal
US4002466A (en) * 1975-11-03 1977-01-11 Bethlehem Steel Corporation Method of reducing ores
US4060409A (en) * 1976-02-23 1977-11-29 Kennecott Copper Corporation Mechanically stirred furnace for pyrometallurgical operations and processes

Also Published As

Publication number Publication date
SE8701578D0 (en) 1987-04-15
JPS63500043A (en) 1988-01-07
DE3590837C2 (en) 1988-10-06
GB2189508A (en) 1987-10-28
GB8708931D0 (en) 1987-05-20
FI871665A (en) 1987-04-15
JPS646243B2 (en) 1989-02-02
DE3590837T1 (en) 1987-07-16
FI871665A0 (en) 1987-04-15
SE8701578L (en) 1987-04-15
GB2189508B (en) 1990-12-05
WO1987001137A1 (en) 1987-02-26
FI81383C (en) 1990-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1064999C (en) Producing stainless steel in parallel operated vessels
CS224701B1 (en) Method of refining of molten metals based on iron and equipment for execution of the method
KR19980703491A (en) Metal and Metal Alloy Manufacturing Method
US4504307A (en) Method for carrying out melting, melt-metallurgical and/or reduction-metallurgical processes in a plasma melting furnace as well as an arrangement for carrying out the method
JP4195106B2 (en) Alloy steel manufacturing method and alloy steel manufacturing plant
ZA200007317B (en) Method for processing steel slags.
CS221943B2 (en) Method of continuous production of non-corroding steel
JP2010265485A (en) Method for operating arc-furnace
JP2016151036A (en) Agitation method in arc type bottom-blown electric furnace
CN109852881B (en) Steel for 45CrNiMoVA drill tool and production method thereof
FI81383B (en) FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV SMAELT METALL OCH ANORDNING FOER UTFOERANDE AV FOERFARANDET.
US4961784A (en) Method of smelting reduction of chromium raw materials and a smelting reduction furnace thereof
US6544471B1 (en) Method and apparatus for producing high chromium content steels and/or ferroalloys in an electric arc converter
NO743247L (en)
KR20030040541A (en) Method for producing stainless steels, in particular high-grade steels containing chromium and chromium-nickel
CN102634634A (en) Method for producing high-alloy low-phosphorous steel used for boiler tube by adopting electric-arc furnace
US3672869A (en) Continuous metallurgical process
JPS6213410B2 (en)
Schlatter Melting and refining technology of high-temperature steels and superalloys: a review of recent process developments
US4023962A (en) Process for regenerating or producing steel from steel scrap or reduced iron
US4120696A (en) Process for the production of steel
CA1231533A (en) Method of producing steels of great purity and low gas content in steel mills and steel foundries, and apparatus therefor
RU2302472C1 (en) Method of off-furnace treatment of steel
RU2176276C2 (en) Method of depleting slags containing heavy nonferrous and noble metals
SU1544814A1 (en) Method of producing steel

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: BELORUSSKY TEKHNOLOGICHESKY INSTITUT