RU2653743C1 - Способ перемешивания стали в металлургическом агрегате - Google Patents
Способ перемешивания стали в металлургическом агрегате Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653743C1 RU2653743C1 RU2017109340A RU2017109340A RU2653743C1 RU 2653743 C1 RU2653743 C1 RU 2653743C1 RU 2017109340 A RU2017109340 A RU 2017109340A RU 2017109340 A RU2017109340 A RU 2017109340A RU 2653743 C1 RU2653743 C1 RU 2653743C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- gas
- purging
- kpa
- volume
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 56
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- -1 manganese silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/072—Treatment with gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке стали газом в металлургических агрегатах в процессе выплавки стали, ее выпуска из сталеплавильной печи и на внепечных установках в сталеразливочных и промежуточных ковшах. Способ включает продувку стали газом непрерывно с различной интенсивностью через по меньшей мере одно продувочное устройство. Подачу газа в каждое из продувочных устройств осуществляют в пульсирующем режиме с частотой не менее 150 Гц. Минимальное давление подаваемого газа устанавливают не менее 800 кПа, а максимальное давление подаваемого газа устанавливают не более 2500 кПа. Во время продувки стали с подаваемым газом осуществляется инжектирование в сталь твердых веществ, объем которых составляет 5-50% от объема подаваемого газа. В качестве газа используют нейтральные газы, диоксид углерода, углеводороды или их смесь. Изобретение позволяет повысить качество стали за счет улучшения процесса перемешивания стали в ковше, а также за счет снижения вредных примесей в стали. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке стали газом в металлургических агрегатах в процессе выплавки стали, ее выпуска из сталеплавильной печи и на внепечных установках в сталеразливочных и промежуточных ковшах.
Известен способ перемешивания стали в ковше, включающий продувку стали снизу газом или газопорошковой смесью через предусмотренные по меньшей мере два продувочных устройства, расположенные на диаметрально противоположных сторонах ковша. Продувку осуществляют поочередно - вначале через одно из устройств, расположенное на одной стороне ковша, затем через другое, находящееся на другой стороне ковша, при этом в продувочном устройстве, через которое в данный момент не проводят продувку, поддерживают давление, исключающее затекание в него металла. Период смены работы продувочных устройств увеличивают с увеличением массы стали в ковше, а при переключении подачи газа или газопорошковой смеси с одного продувочного устройства на другое объем подаваемого газа сохраняют неизменным [патент RU 2208054, МПК С21С 7/072, B22D 1/00, 2003].
Недостатки данного способа заключаются в том, что только в момент переключения подачи продувочного газа с одного устройства на другое разрушаются устойчивые вертикальные двухфазные газ-металл потоки с образованием пузырькового режима продувки. В остальные моменты продувка осуществляется в струйном режиме. Вследствие этого перемешивание стали в ковше осуществляется не достаточно эффективно.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ перемешивания стали в ковше путем воздействия на нее ударной пульсацией давлений продувочного газа с установкой длительности импульсов максимального и минимального давлений продувочного газа в каждом продувочном устройстве индивидуально. Каждое продувочное устройство работает в индивидуальном режиме параллельно-одновременно с другими устройствами или независимо от них [патент RU 2388832, МПК С21С 7/072, B22D 1/00, 2009].
Недостаток этого способа заключается в том, что указанные в патенте длительности импульсов (частота продувки) не позволяют поддерживать устойчивый пузырьковый режим продувки. Вследствие этого перемешивание стали в ковше осуществляется не достаточно эффективно.
Технический результат изобретения - повышение качества стали (снижение неметаллических включений) за счет улучшения процесса перемешивания стали в ковше, а также за счет снижения вредных примесей в стали.
Указанный технический результат изобретения достигается тем, что в способе перемешивания стали в металлургическом агрегате, включающем продувку стали газом непрерывно с различной интенсивностью через по меньшей мере одно продувочное устройство, согласно изобретению подачу газа в каждое из продувочных устройств осуществляют в пульсирующем режиме с частотой не менее 150 Гц.
Минимальное давление подаваемого газа устанавливают не менее 800 кПа, а максимальное давление подаваемого газа устанавливают не более 2500 кПа.
Во время продувки стали с подаваемым газом осуществляется инжектирование в сталь твердых веществ, объем которых составляет 5-50% от объема подаваемого газа.
Размер инжектируемых твердых веществ составляет не более 1,0 мм.
В качестве твердых веществ используют оксиды металлов или не металлов или их смесь.
Во время продувки стали в качестве подаваемого газа используют нейтральные газы, диоксид углерода, углеводороды или их смесь.
Сущность предложенного способа заключается в следующем.
Экспериментально установлено, что для формирования пузырькового режима продувки необходимо осуществлять подачу газа в ковш с частотой не менее 150 Гц. Частота пульсаций газа выше 150 Гц позволяет сформировать поток, связанный с продольным и поперечным массообменом жидкой стали, что из-за увеличивающегося осевого градиента давления приводит к вращению и появлению спонтанных вихрей, мешающих восстановлению сплошности расплава.
Минимальное давление подаваемого газа устанавливают не менее 800 кПа, а максимальное давление устанавливают не более 2500 кПа. Снижение минимального давления подаваемого газа не позволяет преодолеть ферростатическое давление ванны жидкой стали, а увеличение давления свыше 2500 кПа приводит к оголению мениска металла, вследствие чего происходит ухудшение качества стали из-за ее контакта с атмосферой.
Инжектирование в сталь твердых веществ позволяет более эффективно удалять неметаллические включения, а также снижать содержание вредных примесей в стали.
Например, использование алюминия (или кремния) в стали приводит к образованию тугоплавких включений, загрязняющих металл. Такая сталь при продувке инертным газом обычным способом имеет проблемы с отложением тугоплавких окислов алюминия на сталеразливочных стаканах, что приводит к снижению качества разливки стали и проката.
Оксид кальция (СаО), вдуваемый через продувочные устройства, реагируя с оксидами алюминия (или оксидами кремния) в стали, образует легкоплавкие шаровые эвтектики с незначительными размерами, которые не влияют на качество проката.
Вдувание смеси СаО и SiO2 осуществляют в стали, содержащей алюминий (Al до 5,0%), для формирования жидких алюмосиликатов, которые при контакте с огнеупорной проводкой не осаждаются на стенках стаканов во время разливки.
Для сталей с содержанием марганца до 20,0% и содержанием алюминия до 5,0% дополнительное вдувание SiO2 в жидкую сталь осуществляют для формирования жидких марганцовистых силикатов.
Снижение расхода веществ менее 5% и увеличение выше 50% от объема подаваемого газа затруднено из-за возможностей по регулированию, связанных с обеспечением точности и равномерности доставки в зону инжекции (зона взаимодействия твердых веществ и жидкой стали).
При инжектировании твердых веществ размером более 1,0 мм происходит забивание отверстий в продувочных устройствах, а также замедляется скорость реакции взаимодействия твердых веществ со сталью.
В качестве подаваемых газов используют нейтральные газы (Ar, N), углекислый газ (CO2), углеводороды (СН4) или их смеси.
Нейтральные газы применяют для гомогенизации и обеспечения взаимодействия стали со шлаком. Диоксид углерода и углеводороды применяют в случае, если необходимо произвести науглероживание стали.
Пример реализации способа
Предложенный способ перемешивания стали в металлургическом агрегате был реализован в сталеплавильном цехе. После выплавки стали в сталеплавильной печи производили ее слив в ковш, в котором осуществляли внепечную обработку стали с использованием заявленного способа. Продувка стали в ковше осуществлялась через два донных продувочных устройства. Переключение, корректировка частоты, видов подаваемых газов и инжектирование твердых веществ в жидкую сталь производились на участке между узлом подачи инертных газов и продувочными устройствами в автоматизированном режиме с помощью датчиков давления и расхода, расположенных на трубопроводах подачи газов и твердых веществ.
Было произведено 13 экспериментов, результаты которых приведены в таблице.
Как следует из таблицы, если выполняются заявляемые параметры, то в стали происходит снижение максимального балла неметаллических включений, а также снижение таких газов, как азот и водород (эксперименты 1-4; 6-11). Если требуемые параметры не соответствуют заданным (эксперименты 5, 12, 13), то происходит увеличение в стали максимального балла неметаллических включений и содержания газов.
В случаях, когда минимальное давление подаваемого газа было меньше заявляемого значения (эксперименты 5; 12), происходило сокращение массопереноса в жидкой стали, что наблюдалось визуально в виде недостаточной жидкоподвижности шлака.
Таким образом, применение заявленного технического решения улучшает процесс массопереноса (перемешивание) и дегазации стали в ковше и позволяет снизить содержание вредных примесей в стали.
Claims (5)
1. Способ перемешивания стали в металлургическом агрегате, включающий непрерывную продувку стали газом в пульсирующем режиме через по меньшей мере одно продувочное устройство, отличающийся тем, что подачу газа в продувочные устройства осуществляют с частотой пульсации не менее 150 Гц, при этом минимальное давление подаваемого газа устанавливают не менее 800 кПа, а максимальное давление - не более 2500 кПа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что во время продувки стали с подаваемым газом осуществляют инжектирование в сталь твердых веществ, объем которых составляет 5-50% от объема подаваемого газа.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что размер инжектируемых твердых веществ составляет не более 1,0 мм.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в качестве твердых веществ используют оксиды металлов или не металлов или их смесь.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что во время продувки стали в качестве подаваемого газа используют нейтральные газы, диоксид углерода, углеводороды или их смесь.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109340A RU2653743C1 (ru) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | Способ перемешивания стали в металлургическом агрегате |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017109340A RU2653743C1 (ru) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | Способ перемешивания стали в металлургическом агрегате |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2653743C1 true RU2653743C1 (ru) | 2018-05-14 |
Family
ID=62152935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017109340A RU2653743C1 (ru) | 2017-03-20 | 2017-03-20 | Способ перемешивания стали в металлургическом агрегате |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2653743C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3791813A (en) * | 1971-07-09 | 1974-02-12 | Allegheny Ludlum Ind Inc | Method for injecting a gaseous reacting agent into a bath of molten metal |
| CN1087034C (zh) * | 1999-11-02 | 2002-07-03 | 北京科技大学 | 盛钢桶浸渍罩密闭钢液喷粉脱硫方法及装置 |
| RU2208054C1 (ru) * | 2002-04-03 | 2003-07-10 | Техком Импорт Экспорт Гмбх | Способ перемешивания стали в ковше |
| RU2388832C2 (ru) * | 2008-06-09 | 2010-05-10 | Открытое акционерное общество "Северский трубный завод" | Способ перемешивания стали в ковше |
-
2017
- 2017-03-20 RU RU2017109340A patent/RU2653743C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3791813A (en) * | 1971-07-09 | 1974-02-12 | Allegheny Ludlum Ind Inc | Method for injecting a gaseous reacting agent into a bath of molten metal |
| CN1087034C (zh) * | 1999-11-02 | 2002-07-03 | 北京科技大学 | 盛钢桶浸渍罩密闭钢液喷粉脱硫方法及装置 |
| RU2208054C1 (ru) * | 2002-04-03 | 2003-07-10 | Техком Импорт Экспорт Гмбх | Способ перемешивания стали в ковше |
| RU2388832C2 (ru) * | 2008-06-09 | 2010-05-10 | Открытое акционерное общество "Северский трубный завод" | Способ перемешивания стали в ковше |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4298377A (en) | Vortex reactor and method for adding solids to molten metal therewith | |
| US3880411A (en) | Device for treatment of molten cast iron in vessels | |
| RU2653743C1 (ru) | Способ перемешивания стали в металлургическом агрегате | |
| JP2017064778A (ja) | 連続鋳造用の上ノズル | |
| RU2533263C1 (ru) | Способ производства низкокремнистой стали | |
| RU2517626C1 (ru) | Способ производства особонизкоуглеродистой стали | |
| RU2674186C1 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере | |
| RU2388832C2 (ru) | Способ перемешивания стали в ковше | |
| JP6547638B2 (ja) | 高清浄鋼の製造方法 | |
| KR20050005552A (ko) | 유체 주입 장치 및 주입 방법 | |
| JP2007090367A (ja) | Ｂ含有ステンレス鋼の連続鋳造方法 | |
| RU2461635C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали кальцием | |
| RU2208054C1 (ru) | Способ перемешивания стали в ковше | |
| CN109837361A (zh) | 一种低碳不脱氧钢防絮流的rh单联工艺 | |
| RU2564205C1 (ru) | Способ производства особонизкоуглеродистой стали | |
| KR101258776B1 (ko) | 듀플렉스 스테인리스강 제조 방법 | |
| RU1786096C (ru) | Способ газодинамического отделени шлака от жидкого металла | |
| RU2754337C1 (ru) | Способ производства стали, легированной азотом в ковше | |
| RU2681961C1 (ru) | Способ производства особонизкоуглеродистой стали | |
| SU969750A1 (ru) | Способ производства стали | |
| RU2340682C2 (ru) | Способ химического нагрева стали | |
| RU2286393C1 (ru) | Способ раскисления стали в ковше | |
| RU2201458C1 (ru) | Способ модифицирования стали | |
| RU2312903C2 (ru) | Способ производства псевдокипящей стали | |
| RU2309183C2 (ru) | Способ продувки жидкого металла в ковше и устройство для продувки металла газом |