RU1770048C - Способ непрерывной разливки свинецсодержащих сталей - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : в струю металла под промежуточным ковшом ввод т жидкий свинец с температурой 1400-1500°С посредством патрубка. Патрубку сообщают возвратно-поступательные перемещени  симметрично относительно продольной оси струи металла с частотой 0,1 -1,0 Гц и периодически измен ют объемный расход свинца по зависимости ( рс-1 р$ъ ) (т-К), где Vpb - обьемпый расход свинца; п - содержание свинца в стали; К - эмпирический коэффициент; /Зет и (ЭрВ - плотность соответственно стали и свинца; S - сечение струи стали; V - скорость струи стали. 1 з.п. ф-лы. И/ С

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии и предназначено дл  введени  свинца в сталь при производстве непрерывнолитых заготовок.

Известен способ введени  свинца о расплав стали при ее непрерывной разливке , согласно которому с помощью погружного стакана, прикрепленного к затвору шиберного типа разливочного ковша, жидкую сталь перемешивают на стадии заливки в закрытый крышкой промежуточный ковш. Упом нутый стакан размещают под зеркалом расплава в промежуточном ковше по месту падени  на него струи стали из разливочного ковша. Возникающий вследствие торможени  струи стали стаканом i турбулентный поток дополнительно перемешивают подачей в ту же зону через фурму потока

газа, несущего гранулы свинца, Активное перемешивание приводит к юму. что гранулы свинца быстро расплавл ютс , диспергируютс  и рассеиваютс  а объеме стали промежуточного ковша, равномерно распредел  сь по каналам ручьев каждого кристаллизатора . Однако данный способ не позвол ет избежать загр знени  свинцом промежуточного ковша и получать свинец- содержащую сталь с одного ручь , а также осложн етс  решение задачи по осуществлению локальной аспирации необходимостью очистки больших объемов газа от свинца, испар ющегос  с зеркала расплава промежуточного коаша.

Известен способ легировани  стали свинцом, отличающийс  применением искусственного локального нагрева расплава

VI VJ

О

о

4 00

стали в месте подачи гранул свинца газовым потоком. Недостатком данного способа  вл етс  необходимость очистки отход щих газов не только от свинца, но и от продуктов горени  электрической дуги: окислов азота, озона, соединений химического взаимодействи  этих газов с выделением из стали парами свинца, включа  и особенно экологически опасную в св зи с высокой растворимостью в воде соль азотнокислого свинца. Объемы таких выделений при легировании стали на установках непрерывной разливки возрастают соразмерно общему увеличению производительности, причем схема введени , основанна  на применении несущего потока газа, малопригодна дл  предупреждени  загр знени  свинцом оборудовани .

Известен (прин тый за прототип) способ введени  всталеразливочный или промежуточный ковш со сталью жидкого свинца. Основным недостатком способа  вл етс  невозможность в полной мере реали- зовать преимущества, обусловленные применением в процессе легировани  стали свинца в жидком состо нии. Схема подачи его в расплав, благодар  большой площади поверхности испарени , и поскольку энергоемкость процесса испарени  свинца из жидкой фазы падает, не позвол ет избежать возрастающих потерь его на угар, следовательно, более интенсивного поступлени  свинца ватмосферу, атакже не решает проблем св занных с неизбежным загр знением свинцом металлургического оборудовани . Кроме того, дл  достижени  однородного распределени  свинца в отливке (заготовке) требуютс  дополнительные , направленные на интенсификацию диспергировани  свинца в стали, меропри ти .

Цель изобретени  - повышени  степени усвоени  свинца сталью за счет увеличени  его диспергировани  и однородности распределени  в объеме жидкой стали, уменьшение выбросов паров свинца в атмосферу ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе легировани  стали, включающем введение свинца в струю металла под промежуточным ковшом посредством патрубка, согласно предложению введение свинца осуществл ют в жидком виде с температурой 1400-1500°С, а выходному торцу патрубка сообщают возвратно- поступательныеперемещени  симметрично относительно продольной оси струи металла с частотой 0,1-1,0 Гц; при этом периодически измен ют объемный расход свинца по зависимости:

V,

рв

V&Z- С п+КЬ Ррв

где Урь - объемный расход свинца; n содержание свинца в стали; К - эмпирический коэффициент; PCI и /эре - плотность соответственно стали и свинца;

S и V - сечение и скорость стали.

Дл  осуществлени  предложенного способа использовали технически чистый свинец, имеющий при 350°С плотность 10503 кг/м3 и поверхностное нат жение

0,451 н/м. Свинец загружали в стальной толстостенный стакан емкостью 5 л (дм3), снабженный съемной крышкой, который размещали в электропечи (типа С Ш О Л) с вертикальным муфелем и нагревали до 350400°С , перевод  свинец в жидкое состо ние . Методом вытеснени  сжатым воздухом при давлении 3-6 ат. жидкий свинец подавали через трубку-сифон, проход щую вместе с пневмотрактом через

теплоизолирующую крышку печи, в канал катетора. Магистраль, св зывающа  кате- тор с упом нутым стаканом, на всей длине до печи под слоем теплоизол ции снабжена электроподогревающей обмоткой, позвол ющей поддерживать температуру жидкого свинца при его движении по магистрали в интервале 350-550°С. Катетор в свою очередь оснащен автономным устройством электроподогрева свинца до 1400-1500°С,

теплоизолирующим кожухом и разъемным соединением дл  св зи канала катетора с питающей магистралью, содержащей модул тор объемного расхода свинца, а с противоположной от разъемного соединени 

стороны из теплоизолирующего кожуха катетора выведен патрубок с каналом подачи струи свинца длиной, равной (10-1,5) do, где do - наименьший размер поперечного сечени  потока стали, который при легировании

стали свинцом вводили в ниспадающий из промежуточного ковша поток стали Результирующий объемный расход свинца изменением давлени  в вытеснительной емкости поддерживали равным

V,

рв

-S.vЈ(n+k),

где S - площадь сечени  непрерывнолитой заготовки (потока стали из промежуточного ковша ) ;

V - скорость движени  непрерывнолитой заготовки в кристаллизаторе (скорость потока стали):

рст

- плотность стали без свинца;

РР$- плотность свинца ;

п - содержание свинца в стали, предусмотренное техническими решени ми или ГОСТом;

К - расходный коэффициент, учитывающий непроизводительные потери свинца.

Модул тор объемного расхода свинца, выполненный в виде отдельного блока, ус- танавливали по месту соединени  питающей магистрали с каналом катетора. Действие его основано на периодическом изменении рабочего сечени  магистрали (канала) при вращении эксцентричного ва- лика, привод которого кинематически св зан с поворотной опорой катетора таким образом, что расход свинца достигает наибольшего значени  периодически в разных от поворота к повороту катетора точках ду- ги, описываемой погруженным в поток стали патрубком. Аспирацию зоны легировани  стального потока жидким свинцом удаетс  реализовать с применением простейшего устройства в виде цилинд- рической оболочки регулируемой высоты, котора  в рабочем положении торцами опираетс  на днище промежуточного ковша и технологическую оснастку (площадку) вокруг горловины кристаллизатора, и котора  снабжена на этих торцах уплотнител ми, а также имеет воздуховод, св занный с системой выт жной вентил ции, и технологическое окно дл  введени  в упом нутую зону катетора, оснащенное уплотнением. Дан- ные экспериментальных исследований показывают , что предложенный способ полностью исключает возможность загр знени  свинцом разливочного и промежуточного ковшей, позвол   надежно изолировать атмосферу в зоне обслуживани  от загр знени  парами свинца и его соединений, при этом он высокотехнологичен и не требует сколько-нибудь существен- ных изменений в конструкции действующего оборудовани .

Предложенный способ позвол ет получить непрерывнолитую заготовку, у которой по данным металлографического исследовани  отсутствуют макровключени  свинца в поверхностном слое, граничащим с кристаллизатором, а з массе своей эти включени  имеют размеры 2,0-5,0 мкм. Причем потери свинца на угар в зоне легировани  не превышают 2-7%. Экономиче- ский эффект от реализации предложенного способа обусловлен повышением устойчивости процесса последующей прокатки не- прерывнолитой заготовки за счет

улучшени  захвата металла валками, загр знение которых свинцом снижаетс  бла- годар  полученной на поверхности заготовки зоны, лишенной макровключений свинца, и снижени  веро тности как расщеплени  жестких концов, так и пробуксовки металла между валками, а так же за счет снижени  затрат на аспирацию и последующую очистку от свинца воздуха.

Технологический эффект заключаетс  в том, что отсутствие в поверхностных сло х заготовки макровключений свинца позвол ет получить высокоработоспособное блокирующее покрытие на основе алюмини , которое в свою очередь так же способству-  т повышению устойчивости технологического процесса прокатки металла и улучшению условий труда не только обслуживающего персонала, но и оборудовани .

Социальный эффект предложенного способа легировани  стали свинцом выражаетс  в том, что он позвол ет реализовать одновременно комплекс меропри тий по снижению интенсивности поступлени  свинца в атмосферу и при легировании, и на последующем прокатном переделе, обеспечива  экологически безопасные услови  функционировани  установки непрерывной разливки стали по критери м минимизации свинецсодержащих выделений в различных формах их существовани  именно благодар  тому, что меропри ти  упом нутого комплекса взаимосв заны.

Claims (2)

1.Способ непрерывной разливки свинецсодержащих сталей, включающий введение свинца в струю металла под промежуточным ковшом посредством патрубка , отличающийс  тем, что. с целью повышени  степени усвоени  свинца сталью за счет увеличени  его диспергировани , однородности распределени  в объеме жидкой стали и уменьшени  выбросов паров свинца в атмосферу, введение свинца осуществл ют в жидком виде с температурой 1400-1500°С, а выходному торцу патрубка сообщают возвратно-поступательное перемещение симметрично относительно продольной оси струи металла с частотой 0,1 -1,0 Гц, при этом переодически осуществл ют изменение объемного расхода свинца .

2.Способ по п.1,отличающийс  тем, что периодическое изменение расхода свинца осуществл ют по зависимости

+ ю,

Ррв где Vpb - объемный расход свинца;

n - содержание свинца в стали;р - сечение струи стали;

К -эмпирический коэффициент;V - скорость струи стали.

ptr, ррв - плотность соответственно стали и свинца;