RU2660720C2 - Способ циркуляционного вакуумирования металлического расплава - Google Patents
Способ циркуляционного вакуумирования металлического расплава Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660720C2 RU2660720C2 RU2016119461A RU2016119461A RU2660720C2 RU 2660720 C2 RU2660720 C2 RU 2660720C2 RU 2016119461 A RU2016119461 A RU 2016119461A RU 2016119461 A RU2016119461 A RU 2016119461A RU 2660720 C2 RU2660720 C2 RU 2660720C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inert gas
- metal
- suction pipe
- pulsating
- gas
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 102220521910 THAP domain-containing protein 1_S21C_mutation Human genes 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 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
- C21C7/10—Handling in a vacuum
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке металла циркуляционным вакуумированием. В способе осуществляют создание глубокого разрежения в вакуумной камере, заполнение ее металлом через всасывающий патрубок и ввод инертного газа рассредоточенно по высоте всасывающего патрубка, где ввод инертного газа осуществляют с использованием постоянного и пульсирующего потоков. На всасывающий патрубок подают поток инертного газа, полученный предварительным смешиванием постоянного и пульсирующего потоков, при этом давление первого потока составляет 15 атм, пульсирующий поток подают с частотой 100-1000 Гц , а объем пульсирующего потока варьируют от 10 до 90% от общего объема газового потока. Изобретение позволяет повысить качество металлического расплава за счет повышения степени удаления кислорода, азота и водорода, измельчения структурных составляющих и большей однородности получаемого металла, а также снизить продолжительность обработки на 10%.
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке металла способом циркуляционного вакуумирования.
Известен способ внепечного рафинирования металлического расплава, включающий создание разрежения над поверхностью расплава и продувку расплава снизу инертным газом, при этом интенсивность продувки снижают с окончанием ее в момент 0,5-0,8 всего времени разрежения, при этом дополнительно накладывают пульсирующее разрежение, амплитуда пульсаций разрежения от 0,002 до 0,005 МПа, а частота - в интервале от 5-50 до 200-350 Гц в течение 0,9-0,95 общего времени разрежения, затем частоту пульсаций снижают до 5-50 Гц и сохраняют ее до окончания процесса (Патент РФ №1547323, МПК С21С 7/10, опубл. 30.12.1994).
Недостаток: внутри каждого цикла обработки порций расплава не происходит обновление расплава внутри вакууматора, что снижает интенсивность выделения газов из расплава.
Известен способ внепечного рафинирования металлического расплава, включающий создание над поверхностью расплава в вакууматоре пульсирующего, модулированного по частоте и амплитуде разрежения, достаточного для получения парциальных давлений газов над расплавом ниже парциальных давлений газов в расплаве и одновременную продувку расплава инертным газом, подаваемым по крайней мере двумя струями асимметрично оси вакууматора в нижней его части, причем вдув газа производят периодически с частотой в диапазоне 0,03-5 Гц с настройкой на резонанс колебаний уровня расплава в ковше, одновременно с этим в рабочее пространство над поверхностью расплава в вакууматоре дополнительно вдувают газ регулируемого состава с частотой в диапазоне 30-300 Гц в те интервалы времени, которые соответствуют фазе повышения давления пульсаций низкой частоты (Патент РФ №2074896, МПК С21С 7/10, опубл. 10.03.1997).
Данный способ не позволяет достичь высокой интенсивности удаления растворенных в расплаве газов, так как пульсационное воздействие разрежения на расплав происходит в ограниченной зоне вдувания газов.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ циркуляционного вакуумирования жидкого металла, включающий создание глубокого разрежения в вакуумной камере, заполненной металлом, и ввод инертного газа рассредоточенно по высоте всасывающего патрубка, при этом ввод инертного газа осуществляют в смешанном режиме на двух уровнях: сначала задают постоянный расход газа на нижнем уровне, затем на верхнем уровне на расстоянии от нижнего уровня, равном 0,65-0,75 высоты всасывающего патрубка, вводят инертный газ с частотой 1-10 Гц до положения, когда приращение объема отходящих газов станет равным нулю. Введение периодически меняющегося газового потока в диапазоне 1-10 Гц с различной степенью эффективности изменяет структуру потока, поднимающегося над соплами, интенсифицируя массообменные процессы: увеличение реакции обезуглероживания, выделение водорода, образование окислов (Патент РФ №2002817, МПК С21С 7/10, опубл. 15.11.1993).
Недостатками прототипа являются неэкологичное воздействие вибрации в указанном диапазоне частот на человеческий организм по медицинским показаниям; кроме того, при невысоком давлении может произойти заметалливание фурм.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение качества металлического расплава за счет уменьшения содержания в нем твердых частиц, повышение однородности расплава и сокращение необходимой длительности обработки за счет усиления воздействия на частицы расплава.
Указанный результат достигается тем, что в способе циркуляционного вакуумирования жидкого металла, включающем создание глубокого разрежения в вакуумной камере, заполнение ее металлом через всасывающий патрубок и ввод инертного газа рассредоточенно по высоте всасывающего патрубка, где ввод инертного газа осуществляют в смешанном режиме: постоянного и пульсационного потоков, при этом постоянный и пульсационный потоки газа предварительно смешивают, давление первого потока составляет 15 атм, а давление второго потока подается с пульсирующей частотой 100-1000 Гц, объем газа пульсирующего потока варьируется от 10 до 90% от объема общего потока, при этом окончательное давление составляет не менее чем на 30% больше, чем давление на уровне высоты столба металла, с частотой от 100 до 1000 Гц и амплитудой 10-20% от усредненного давления подаваемого газа.
Совмещение потока газа происходит в преобразователе потока газа. Постоянный поток в 15 атм смешивают с пульсирующим потоком с частотой 100-1000 Гц, объем газа пульсирующего потока варьируется от 10 до 90% от объема общего потока. Вибровоздействие на расплав усиливает дегазацию: колебания скорости потока приводят к локальным вихрям в зоне смешивания и выше, сопровождаемым увеличением площади контакта между газовой и жидкой фазами и перепадом давления в сторону газовой фазы, что позволяет уменьшить содержание в металле твердых частиц и повысить однородность расплава: повышается степень удаления кислорода, азота и водорода. Такое вибрационное воздействие на расплав вызывает большую подвижность частиц расплава и, следовательно, его гомогенизацию, обеспечивает дробление твердых частиц в расплаве, ускоряя их химическое взаимодействие с расплавом и тем самым сокращая необходимую продолжительность обработки, усиливает выделение из расплава газовой фазы. Время обработки металла сокращается на 10%, кроме того, при пульсирующей подаче газа не происходит заметалливание фурм, за счет подачи совмещенного потока газа.
При частоте менее 100 Гц низка эффективность измельчения твердых включений. Увеличение частоты выше 1000 Гц может привести к кавитации, способной разрушить футеровку вакуум-камеры. Несоблюдение условия 30%-ного превышения давления газа над давлением столба металла и не превышения сверх 20% давления газа от среднего повлечет заметалливание фурм.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Обработку стали проводят в автоматическом режиме. Вакуумная камера имеет два патрубка: всасывающий (подъемный) и сливной. В рабочем положении нижние концы обоих патрубков погружаются в металл, а камера остается неподвижной. Сопла подачи газа расположены так, что обеспечивается равномерное распределение газа по сечению трубы. В преобразователе газа происходит смешение газа, после чего подается в сопла смешанный (совмещенный) из потока постоянного давления в 15 атм и пульсирующего - с частотой 100-1000 Гц, объем газа пульсирующего потока варьируется от 10 до 90% от объема общего потока. После смешения разных потоков газа газ принимает пульсирующее движение.
Циркуляцию металла ковш-камера-ковш обеспечивает смешанная подача газа, пузыри которого, разрыхляя металл, снижают его плотность в патрубке, вызывая тем самым всасывание дополнительного количества металла, вызывающего повышение его уровня в камере. По достижении определенного уровня (несколько более 1,4 м над уровнем в ковше) плотный металл вытекает по сливному патрубку в ковш, поскольку имеет большую плотность.
Скорость циркуляции металла зависит от создаваемого в камере разрежения, диаметра всасывающего патрубка и расхода аргона. Обычно эти параметры выбирают так, чтобы через вакуумную камеру можно было пропустить весь металл один раз за 3-5 мин. Следовательно, при коэффициенте циркуляции пять, продолжительность вакуумирования будет составлять 15-25 мин.
Предлагаемый способ позволяет повысить предел прочности металла на 5-7%, повысить пластичность металла на 3-5% и снизить время вакуумирования на 10%.
Claims (1)
- Способ циркуляционного вакуумирования металлического расплава, включающий создание глубокого разрежения в вакуумной камере, заполнение ее металлом через всасывающий патрубок и ввод инертного газа рассредоточенно по высоте всасывающего патрубка, причем ввод инертного газа осуществляют с использованием постоянного и пульсирующего потоков, отличающийся тем, что на всасывающий патрубок подают поток инертного газа, полученный предварительным смешиванием постоянного и пульсирующего потоков, при этом давление первого потока составляет 15 атм, пульсирующий поток подают с частотой 100-1000 Гц, а объем пульсирующего потока варьируют от 10 до 90% от общего объема газового потока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119461A RU2660720C2 (ru) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | Способ циркуляционного вакуумирования металлического расплава |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119461A RU2660720C2 (ru) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | Способ циркуляционного вакуумирования металлического расплава |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016119461A RU2016119461A (ru) | 2017-11-24 |
RU2660720C2 true RU2660720C2 (ru) | 2018-07-09 |
Family
ID=62815662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016119461A RU2660720C2 (ru) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | Способ циркуляционного вакуумирования металлического расплава |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2660720C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4589916A (en) * | 1984-02-23 | 1986-05-20 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Ultra clean stainless steel for extremely fine wire |
RU2002817C1 (ru) * | 1992-07-08 | 1993-11-15 | Московский институт стали и сплавов | Способ циркул ционного вакуумировани жидкого металла и устройство дл его осуществлени |
DE4442362C1 (de) * | 1994-11-18 | 1996-04-18 | Mannesmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von einer in einem metallurgischen Gefäß befindlichen Metallschmelze |
RU2074896C1 (ru) * | 1996-08-13 | 1997-03-10 | Заболотный Василий Васильевич | Способ внепечного рафинирования металлического расплава и устройство для его осуществления |
RU2213147C2 (ru) * | 2001-09-28 | 2003-09-27 | Шатохин Игорь Михайлович | Способ циркуляционного вакуумирования жидкого металла, система и устройства для его осуществления |
-
2016
- 2016-05-19 RU RU2016119461A patent/RU2660720C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4589916A (en) * | 1984-02-23 | 1986-05-20 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Ultra clean stainless steel for extremely fine wire |
RU2002817C1 (ru) * | 1992-07-08 | 1993-11-15 | Московский институт стали и сплавов | Способ циркул ционного вакуумировани жидкого металла и устройство дл его осуществлени |
DE4442362C1 (de) * | 1994-11-18 | 1996-04-18 | Mannesmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von einer in einem metallurgischen Gefäß befindlichen Metallschmelze |
RU2074896C1 (ru) * | 1996-08-13 | 1997-03-10 | Заболотный Василий Васильевич | Способ внепечного рафинирования металлического расплава и устройство для его осуществления |
RU2213147C2 (ru) * | 2001-09-28 | 2003-09-27 | Шатохин Игорь Михайлович | Способ циркуляционного вакуумирования жидкого металла, система и устройства для его осуществления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016119461A (ru) | 2017-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2660720C2 (ru) | Способ циркуляционного вакуумирования металлического расплава | |
JP5365241B2 (ja) | 溶鋼の精錬処理装置 | |
RU2369644C2 (ru) | Способ азотирования жидкой стали в ковше | |
KR102034264B1 (ko) | 용선 처리 장치 및 용선 처리 방법 | |
JPH01127624A (ja) | 超音波による溶融金属の精錬方法およびその装置 | |
RU2430974C1 (ru) | Способ вакуумирования стали | |
RU2460808C1 (ru) | Способ продувки металла в сталеразливочном ковше | |
RU2507273C2 (ru) | Способ обработки стали в ковше | |
RU2074896C1 (ru) | Способ внепечного рафинирования металлического расплава и устройство для его осуществления | |
RU2046149C1 (ru) | Способ вакуумного рафинирования металла и устройство для его осуществления | |
JPH05214430A (ja) | 溶鋼の真空精錬方法 | |
RU2376390C2 (ru) | Способ продувки жидкого металла | |
JP3124416B2 (ja) | ガスインジェクションによる溶鋼の真空精錬方法 | |
JP2002363636A (ja) | Rh真空脱ガス装置における溶鋼の精錬方法 | |
RU2495138C1 (ru) | Способ внепечной обработки жидкой стали | |
JPH06116624A (ja) | 溶鋼の真空精錬方法 | |
KR102241751B1 (ko) | 용강 처리 장치 및 용강 처리 방법 | |
RU2302472C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали | |
RU61710U1 (ru) | Фурма для продувки металла в ковше | |
JP2915631B2 (ja) | 取鍋内溶鋼の真空精錬法 | |
JPH0741834A (ja) | 高い環流特性を有する溶鋼の真空精錬方法 | |
JP6638538B2 (ja) | Rh式真空脱ガス処理装置 | |
RU2441924C1 (ru) | Способ циркуляционного вакуумирования стали | |
JP2001316719A (ja) | 極低炭素鋼の溶製方法およびその設備 | |
RU30142U1 (ru) | Циркуляционный патрубок вакууматора |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200520 |