RU1812217C - Установка дл внепечной обработки металла - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : установка дл  внепечной обработки металла включает футерованный ковш, крышку, электроды, источник питани  посто нного тока, систему дозировани  и подачи материалов, вакуумную систему. В днище ковша выполнена плавильна  камера, расположенна  по центру и имеюща  форму, идентичную форме ковша, причем диаметр этой камеры в любом сечении , перпендикул рном оси ковша, составл ет 0,3-0,7 диаметра рабочего пространства на уровне днища, а глубина камеры составл ет 0,2-1,0 ее диаметра. 2 ил., 2 табл,

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к конструкции установок, йс пользуемых в ковшевой металлургии.

Цель изобретени  - сокращение времени обработки металла в ковше и повышение стойкости огнеупорной футеровки ковша.

На фиг.1 показана схема установки внепечной доводки.

Установка состоит из ковша 1 с плавильной камерой 2, электродами 3 дл  подвода тока к металлу и пористой пробки 4, крышки 5, плазмотрона 6, механизма 7 перемещени  плазмотрона, источника 8 посто нного тока системы 9 подачи сыпучих материалов, вакуумной системы 10 и тележки. Ход механизма перемещени  плазмотрона ибд позвол ет опускать его до дна плавильной камеры.

На фиг.2 дан общий вид ковша установки дл  внепечной обработки, где 6 - диаметр рабочего пространства, заполненного металлом после выпуске плавки; DI - диаметр рабочего пространства на уровне днища; диаметр плавильной камеры d 0,3-0,1

D1; глубина плавильной камеры Н 0,2-0,1 d.

. Эксплуатаци  предлагаемой конструкции дл  внепечной обработки металла в ковше осуществл етс  следующим образом. Пустой ковш устанавливаетс  на стенде, в него заваливаютс  легирующие, раскисли,- тели и другие металлические материалы, ко- э торые необходимо ввести в металл, выплавл емый в сталеплавильном агрегате, плазмотрон опускаетс  до контакта с расплавл емыми материалами и зажигаетс  дуга . После этого производитс  завалка шлакообразующих. Когда загруженные в ковш материалы расплав тс  и металл в сталеплавильном агрегате будет готов к выпуску , производитс  подача ковша к сталеплавильному агрегату и выпуск в него плавки. Одновременно с плавлением легирующих и шлакообразующих происходит также высокотемпературный разогрев футеровки-ковша , причем дл  этого не требуетс  специального стенда и времени, затем проводитс  дополнительна  обработка в ков (Л

С

00

ю

hO V4

ше, либо он непосредственно передаетс  на разливку.

В случае необходимости может производитьс  вакуумна  обработка как на врем  предварительного плавлени  материалов так и после выпуска плавки. Во врем  выпуска металла в ковш происходит интенсивное перемешивание его с жидким и высокоактивным шлаком, легирующими, раекислител ми, в результате чего резко ус- кор ютс  процессы рафинировани  металла от вредных примесей и достигаетс  однородность состава по всему объему ковша .

По сравнению с известными конструк- ци ми установок внепечной доводки, в том числе по сравнению с прототипом, предлагаема  конструкци  позвол ет достичь существенного снижени  времени внепечной обработки в результате следующих факто- ров: ускбрени  процессов рафинировани  при выпуске металла в ковш-с предвари- тельно расплавленными материалами; по- вышени  удельной вводимой электрической мощности при плавлении твердых материй- лов в плавильной камере неразогретого ковша; повышени  рафинирующих свойств шлака вследствие снижени  в нем содержани  окислов, поступающих при разрушении футеровки.

Повышение стойкости огнеупорной футеровки ковша достигаетс  благодар  снижению времени йнепечной обработки металла; перемещению шлаковой зоны в процессе обработки из плавильной камеры в верхнюю часть ковша; улучшению тепло- вой работы футеровки при плавлении твердых материалов в плавильной камере неразогретого ковша.

Техническа  сущность предлагаемого решени  состоит в следующем. Поскольку плавильна  камера ковша имеет существенно меньший диаметр, чем сам ковш, то высота сло  расплавл емых материалов, а затем сло  жидких шлака и лигатуры из ле- тирующих и раскислителей будет в этом случае значительно больше, чем в ковше установок известных конструкций. Конкретно это увеличение толщины сло  твердых или жидких материалов, предохран ющих футеровку днища ковша и подовые электроды от повреждени , будет пропорционально квадрату отношени  диаметра ковша (рабочего его пространства) на уровне его

-

перехода в камеру к диаметру камеры а дни ще. Этим обеспечиваетс  надежна  защита футеровки дна плавильной камеры и подовых электродов. Оптимальные параметры предлагаемой установки определены на основании проведени  исследовательских ра-

5 Ю

15 . 20 , , 25 30

35 .

40 45 50 55

бот и большого числа опытных плавок н экспериментальном стенде дл  внепечной обработки металла емкостью -до 1 т. Если диаметр плавильной камеры превышает 0,7 диаметра рабочего пространства ковша на уровне днища, не обеспечиваетс  достаточный слой расплава дл  защиты футеровки днища плавильной камеры при расплавлении минимального количества используемых дл  внепечной обработки материалов (3% от объема выпускаемого, в ковш металла ). Устранить повреждение футеровки днища и подовых электродов (при их наличии) путем снижени  подводимой мощности в этом случае не удаетс , т.к. материалы, лежащие у стен ковша не плав тс  или требуетс  слишком большое врем  на их плавление, а также не прогреваетс  до нужной температуры футеровка ковша,

Уменьшение диаметра плавильной камеры до менее 0,3 диаметра рабочего пространства на уровне днища ковша ведет к повреждению огнеупоров в верхней части. плавильной камеры и, как следствие, к росту содержани  окислов футеровки в рафинировочном шлаке, ухудшению его свойств и увеличению времени обработки металла в ковше. с

Минимальна  глубина плавильной камеры составл ет 0,2 величины ее диаметра и определ етс  тем, что при увеличении ее до этого значени  с соответствующим увеличением глубины сло  расплавленных материалов наблюдаетс  непрерывный рост стойкости футеровки дна плавильной камеры . Т.е. при различном количестве расплавл емых в одном и том же ковше материалов дл  обработки различных марок сталей весь , расплав до достижени  им высоты 0,2 диаметра плавильной камеры должен в ней оставатьс , при большем его количестве, он может переливатьс  в остальной объем ковша и закрыть его днище. Глубина плавиль- ной камеры более ее диаметра нецелесообразна, т.к при этом ухудшаетс  перемешивание расплава, наход щегос , т.к. при этом ухудшаетс  перемешивание расплава, наход щегос  в ней, с металлом, выпускаемым в ковш из плавильного агрегата и следовательно, увеличиваетс  врем  обработки и снижаетс  стойкость, огнеупоров . .

В соответствии с формулой изобретени  спроектирована и изготовлена установка дл  внепечной доводки металла емкостью 1 т. Эта установка работает в паре с плазменной печью емкостью 1 т, в которой производитс  выплавка исходного металла. Схема этой установки показана на фиг.1. Установка состоит из сталеоозной тележки,

на которой устанавливаетс  ковш, ковша, крышки и стенда дл  подогрева, имеющего в своим составе один плазмотрон, рабочую площадку и тиристорный источник питани  посто йного тока на ток до 5 кА и напр же- ние до 400 В. Кроме этого, установка содержит вакуумную систему, позвол ющую создавать разр жение до 0,1 мм рт.ст,, систему снабжени  технологическими газами, систему подачи кусковых материалов, зонд дл  вз ти  проб металла и замера температуры . Три гидравлических цилиндра дл  подъема крышки установлены на рабочей площадке. В случае, если производитс  ва- куумирование, на ковш устанавливаетс  специальна  вакуумна  крышка.

Подвод тока к подовым электродам ковша осуществл етс  с помощью контакта, установленного на тележке, который при- жимаетс  -к контакту на ковше при его установке К тележке также подведен шланг от рампы с баллоном, и после установки на нее ковша производитс  подключение аргона к коробке пористой пробки. На фиг. 3 пред- ставлен эскиз ковша данной установки емкостью до 1 т. Футеровка ковша изготавливаетс  из двух слоев. Первый слой (внешний) выполн етс  из шамотного кирпича , а второй слой (рабочий) набивной,из- готавливаетс  из доломитовой массы, Дл  этого сначала футеруетс  днище плавильной камеры, затем вводитс  шаблон, по которому набиёаютс  стенки плавильной камеры. После этого вводитс  второй шаб- лон, по которому набиваютс  стенки рабочего пространства ковша. Затем оба шаблона извлекаютс  и производитс  сушка футеровки. Перед набивкой стен плавильной камеры в ковше устанавливаютс  два металлокерамических электрода дл  провода тока к расплавл емым материалам, а затем к обрабатываемому металлу. Как видно из рисунка на фиг.З, диаметр рабочего объема ковща на уровне днища составл - ет 520 мм,, а диаметр верха плавильной

камеры равен 320 мм, т.е. составл ет 0,62 диаметра рабочего объема на уровне днища . Диаметр низа плавильной камеры 290 мм, т.е. составл ет 0,56 диаметра рабочего объема на уровне днища,

Глубина плавильной камерь равна 0,21 м, что составл ет 0,66 ее диаметра в верхней плоскости 0,72 ее диаметра в нижней плоскости и в обоих случа х находитс  в за вл емых пределах. Ковш имеет свободное пространство над уровнем расплава во врем  обработки около 40 см на случай увеличени  объема при его вскипании.

На. опытной установке описанного устройства были опробованы плавки конструкционной стали 09Г2ФБ и электротехнической стали 34А. При этом размеры плавильной камеры варьировались в за вл емых пределах , а также выход щих за эти пределы. Дл  сравнени  часть плавок была обработана в ковше без плавильной камеры (прототип). Результаты опробовани  привод тс  в табл.1 и 2. Как видно из этих данных, изобретение позвол ет существенно снизить врем  вне- печной обработки и повысить стойкость огнеупорной футеровки ковша.

Фо р мул а и зоб рете н и  

Установка дл  внепечной обработки металла , включающа  футерованный ковш, крышку, электроды, источник питани  посто нного тока, систему дозировани  и подачи материалов, вакуумную систему, отличающа с  тем, что, с целью сокращени  времени обработки металла в ковше и повышени  стойкости огнеупорной футеровки, в днище ковша выполнена плавильна  камера , расположенна  по центру и имеюща  форму, идентичную форме ковша, причем диаметр этой камеры в любо сечении, перпендикул рном оси ковша, составл ет 0,3- 0,7 диаметра рабочего пространства на уровне днища, а глубина камеры составл ет 0,2-1,0 ее диаметра.

Т аб л и ц а 1

Предельные величины за вл емых размеров плавильной камеры.

Таблица 2

4 Предельные величины за вл емых размеров плавильной камеры.

Продолжение таблицы 1

i Г«

V %.%L PBfMQUcLJ. Фиа2