RU2706911C1 - Device for bottom blowing of metal by gas in ladle - Google Patents
Device for bottom blowing of metal by gas in ladle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2706911C1 RU2706911C1 RU2019105628A RU2019105628A RU2706911C1 RU 2706911 C1 RU2706911 C1 RU 2706911C1 RU 2019105628 A RU2019105628 A RU 2019105628A RU 2019105628 A RU2019105628 A RU 2019105628A RU 2706911 C1 RU2706911 C1 RU 2706911C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lance
- metal
- height
- liquid metal
- working surface
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/58—Pouring-nozzles with gas injecting means
-
- 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
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
- C21C5/42—Constructional features of converters
- C21C5/46—Details or accessories
- C21C5/48—Bottoms or tuyéres of converters
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Furnace Charging Or Discharging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и может применяться при внепечной обработке жидкого металла в ковше путем донной продувки его инертным газом.The invention relates to metallurgy and can be used for out-of-furnace treatment of liquid metal in a ladle by bottom blowing it with an inert gas.
Известно устройство для донной продувки жидкого металла газом в ковше, состоящее из гнездового блока и расположенной в нем продувочной фурмы со щелевыми каналами и с газоподводящей трубкой, патент RU №2356691, В22Д 41/58 от 09.01.2007. Такое устройство устанавливается в футеровке дна сталеразливочного ковша, который заполняется жидким металлом. Для ведения процесса внепечной обработки стали в газоподводящую трубку под определенным давлением подается инертный газ, например, аргон, который поступает в фурму и по ее щелевым каналам движется к жидкому металлу на дне ковша. В виде мелких пузырьков газ всплывает на поверхность металла, вызывая тем самым его перемешивание.A device for bottom blowing liquid metal with gas in a bucket, consisting of a socket block and a purge lance located therein with slotted channels and with a gas supply pipe, patent RU No. 2356691, V22D 41/58 from 01/09/2007. Such a device is installed in the lining of the bottom of the steel pouring ladle, which is filled with liquid metal. To conduct the process of out-of-furnace steel processing, an inert gas, for example, argon, is supplied to the gas supply tube under a certain pressure, which enters the lance and moves through its slotted channels to the liquid metal at the bottom of the bucket. In the form of small bubbles, gas floats to the surface of the metal, thereby causing it to mix.
Для обеспечения высокой термостойкости гнездовой блок и продувочная фурма изготавливаются из огнеупорного материала, который, однако, является достаточно хрупким материалом. Верхние торцевые (рабочие) поверхности их расположены в одной плоскости, которая находится выше рабочей поверхности дна ковша. Выступающая над поверхностью дна ковша часть продувочного устройства в период ведения плавки находится в жидком металле и поэтому нагревается до максимальной температуры. В прямых углах выступающей части термические напряжения от вертикальной и горизонтальной поверхностей складываются. Суммарные напряжения могут превышать прочность огнеупора, что приводит к скалыванию углов. Это является недостатком такой конструкции.To ensure high heat resistance, the nest unit and the blowing lance are made of refractory material, which, however, is a fairly fragile material. Their upper end (working) surfaces are located in one plane, which is located above the working surface of the bottom of the bucket. The part of the purge device protruding above the surface of the bottom of the bucket during melting is in liquid metal and therefore heats up to a maximum temperature. In the right angles of the protruding part, the thermal stresses from the vertical and horizontal surfaces add up. The total stresses may exceed the strength of the refractory, which leads to chipping corners. This is a disadvantage of this design.
С противоположной стороны устройства, со стороны газоподводящей трубки, торцевые поверхности фурмы и гнездового блока также находятся в одной плоскости. По причине максимальной удаленности от жидкого металла температура материала гнездового блока в этом месте минимальная. Возникающий вследствие этого большой температурный градиент по длине гнездового блока вызывает высокие термические напряжения, что приводит к образованию в нем продольных трещин. Такие продольные трещины лежат в плоскости, совпадающей с продольной осью гнездового блока, и пересекают его боковую поверхность. Они простираются на всю его длину, от верхнего рабочего торца к нижнему торцу. Количество их может быть три или четыре и они располагаются в плоскостях под углом друг к другу соответственно, примерно, 120° или 90°.On the opposite side of the device, on the side of the gas supply tube, the end surfaces of the lance and the socket block are also in the same plane. Due to the maximum distance from the liquid metal, the temperature of the material of the socket unit in this place is minimal. The resulting large temperature gradient along the length of the nesting block causes high thermal stresses, which leads to the formation of longitudinal cracks in it. Such longitudinal cracks lie in a plane coinciding with the longitudinal axis of the nesting block and cross its lateral surface. They extend over its entire length, from the upper working end to the lower end. Their number can be three or four and they are located in planes at an angle to each other, respectively, approximately 120 ° or 90 °.
Назначение гнездового блока - удерживать продувочную фурму при жестких условиях высокой температуры жидкого металла и высокого давления инертного газа (до 20 атм). Образование продольных трещин нарушает работоспособность устройства. Это также является недостатком такой конструкции.The purpose of the socket unit is to hold the purge lance under harsh conditions of high temperature of liquid metal and high pressure of inert gas (up to 20 atm). The formation of longitudinal cracks violates the performance of the device. This is also a disadvantage of this design.
В патенте RU №173109 В22Д 41/58 от 09.08.2016 (принят в качестве прототипа) в устройстве для донной продувки жидкого металла выступающие углы выступающей части имеют максимально возможные значения, что снижает суммарные термические напряжения. При этом оно установлено в дне ковша таким образом, что часть блока, выступающая над уровнем дна ковша, имеет минимальный объем. Это снижает температурный градиент по длине гнездового блока. С противоположной стороны устройства, со стороны газоподводящей трубки, торцевые поверхности фурмы и гнездового блока находятся в одной плоскости. При выплавке стали в дуговых электропечах и при использованием в сталеразливочных ковшах таких гнездовых блоков сколы выступающей части практически отсутствуют. Однако количество продольных трещин уменьшается незначительно. Это является недостатком указанного патента.In patent RU No. 173109 V22D 41/58 of 08/09/2016 (adopted as a prototype) in the device for bottom purging of liquid metal, the protruding corners of the protruding part have the maximum possible values, which reduces the total thermal stresses. Moreover, it is installed in the bottom of the bucket so that the part of the block protruding above the bottom of the bucket has a minimum volume. This reduces the temperature gradient along the length of the nesting block. On the opposite side of the device, on the side of the gas supply tube, the end surfaces of the lance and the socket block are in the same plane. When steel is smelted in electric arc furnaces and when such nesting blocks are used in steel pouring ladles, chips of the protruding part are practically absent. However, the number of longitudinal cracks decreases slightly. This is a disadvantage of this patent.
Задачей предлагаемого технического решения является снижение температурного градиента между верхней и нижней торцевыми поверхностями гнездового блока и уменьшение за счет этого количества образующихся в нем продольных трещин.The objective of the proposed technical solution is to reduce the temperature gradient between the upper and lower end surfaces of the nest block and reduce due to this number of longitudinal cracks formed in it.
Технический эффект достигается за счет того, что в устройстве для донной продувки металла газом в ковше, содержащем гнездовой блок и продувочную фурму со щелевыми каналами и с газоподводящей трубкой, рабочая поверхность гнездового блока расположена ниже рабочей поверхности фурмы на величину, равную 0,20-0,90 высоты фурмы (занижение), при этом гнездовой блок имеет донную часть высотой равной 0,10-0,45 высоты фурмы. В донной части гнездового блока имеется холодильник для кристаллизации аварийно вытекающего жидкого металла, который выполнен из металлической трубки, изогнутой по форме не полного кольца и соединяющей фурму и газоподводящую трубку.The technical effect is achieved due to the fact that in the device for bottom purging of metal gas in a bucket containing a nesting unit and a purge lance with slotted channels and a gas supply tube, the working surface of the nesting unit is located below the working surface of the lance by an amount equal to 0.20-0 , 90 tuyere heights (understatement), while the nest block has a bottom part with a height equal to 0.10-0.45 tuyere heights. In the bottom of the nesting unit there is a refrigerator for crystallization of emergency liquid metal, which is made of a metal tube, curved in the shape of an incomplete ring and connecting the tuyere and gas supply tube.
Предлагаемое устройство для донной продувки металла газом в ковше, установленное в футеровке 2 дна ковша, представлено на Фиг 1. Оно состоит из гнездового блока 6, в котором находится фурма 3 с газоподводящей трубкой 9. Через огнеупорный материал фурмы проходят щелевые каналы 4 для подачи газа от нижнего торца 11 фурмы к ее верхнему рабочему торцу 1 и затем в жидкий металл 16 в ковше. Для контроля степени износа фурмы в процессе эксплуатации в ней установлен индикатор износа 13. В нижней части гнездового блока выполнена донная часть 10, в которой находится холодильник 8 для кристаллизации аварийно вытекающего жидкого металла.The proposed device for bottom purging metal gas in the bucket, installed in the
В предлагаемом техническом решении верхняя рабочая поверхность 5 гнездового блока расположена ниже верхней рабочей поверхности 1 фурмы на величину А, а, следовательно, ниже верхней рабочей поверхности 15 дна ковша. Сверху на рабочей поверхности 5 гнездового блока находится огнеупорный материал 2 дна ковша, который и воспринимает воздействие максимальной температуры от жидкого металла. Вследствие низкой теплопроводности огнеупорных материалов верхняя поверхность гнездового блока нагревается в значительно меньшей степени, чем при прямом воздействии жидкого металла. Температурный градиент по длине гнездового блока резко уменьшается, а соответственно уменьшаются и термические напряжения, вызывающие образование продольных трещин.In the proposed technical solution, the upper working
На практике в процессе эксплуатации ковша происходит износ его футеровки и поэтому уровень рабочей поверхности продувочного устройства в разные периоды эксплуатации может быть выше или ниже уровня рабочей поверхности дна ковша в интервале: (+20) мм ÷ (-40) мм. С учетом этого по экспериментальным данным минимальная величина занижения верхнего уровня гнездового блока А выбрана равной 0,20 от значения высоты фурмы. Учитывая особо жесткие условия эксплуатации фурма и гнездовой блок должны иметь максимально возможное сцепление между собой, выполняемое по специальной технологии и определяемое в том числе величиной их поверхности соприкосновения 7. При увеличении занижения верхней поверхности гнездового блока А величина поверхности соприкосновения, а соответственно и величина сцепления уменьшаются. Исходя из экспериментальных данных минимально допустимое сцепление между фурмой и гнездовым блоком, а также сцепление огнеупорной футеровки дна ковша с поверхностью фурмы 14 и с поверхностью гнездового блока 12, гарантирующие надежность работы устройства для продувки металла газом, обеспечивается при максимальном значении занижения верхнего уровня гнездового блока равном 0,90 от высоты фурмы.In practice, during operation of the bucket, its lining is worn and therefore the level of the working surface of the purge device at different periods of operation can be higher or lower than the level of the working surface of the bottom of the bucket in the interval: (+20) mm ÷ (-40) mm. With this in mind, according to experimental data, the minimum underestimation of the upper level of the nest block A is chosen equal to 0.20 from the height of the lance. Considering the most severe operating conditions, the lance and the nesting unit must have the maximum possible adhesion between themselves, performed by special technology and determined including the size of their
Ниже уровня нижнего основания 11 фурмы в нижней части гнездового блока из аналогичного огнеупорного материала выполнена его донная часть 10 высотой В. Ее назначение - обеспечение необходимой прочности гнездового блока в случаях возникновения повышенных нагрузок на него. Такие случаи бывают чаще всего при значительном износе футеровки дна ковша, а также при повышенной температуре жидкого металла. Высота донной части гнездового блока определяется указанными причинами и выбирается исходя из результатов практического опыта. Используя данные эксплуатации продувочных устройств в сталеразливочных ковшах конверторного цеха высота донной части выбрана равной 0,10-0,45 от высоты фурмы.Below the level of the
По различным причинам имеют место случаи аварийного вытекания жидкого металла из ковша, например, через аварийно возникающие трещины в фурме и далее через газоподводящую трубку. В результате такой аварии из ковша может вытечь весь жидкий металл. Для предотвращения таких проходов жидкого металла иногда ниже нижнего основания фурмы устанавливают холодильник различных конструкций, в котором первые порции вытекающего жидкого металла закристаллизовываются и его дальнейшее вытекание прекращается, например, SU 2180279 В22Д 41/58 от 13.03.2000.For various reasons, there are cases of emergency leakage of liquid metal from a ladle, for example, through cracks in the lance that breaks down and then through a gas supply pipe. As a result of such an accident, all liquid metal can leak out of the bucket. To prevent such passage of liquid metal, a refrigerator of various designs is sometimes installed below the lower base of the lance, in which the first portions of the escaping liquid metal crystallize and its further flow stops, for example, SU 2180279 V22D 41/58 of 03/13/2000.
В предлагаемом техническом решении холодильник 8 установлен в футеровке донной части гнездового блока. Он представляет собой толстостенную металлическую трубку, изогнутую в форме не полного кольца, Фиг 2, расположенную по периметру нижнего основания фурмы и соединенную одним концом с фурмой, а другим концом с газоподводящей трубкой, Фиг 1. По этой трубке газ поступает от газоподводящей трубки в фурму. Трубка должна иметь как можно меньший внутренний диаметр с таким условием, чтобы, с одной стороны, обеспечить прохождение необходимого количества газа, а с другой стороны, пропускать как можно меньшее количество аварийно вытекающего металла. При прохождении по такой трубке жидкий металл соприкасается с ее толстыми металлическими стенками и вследствие высокой теплопроводности металла стенок и жидкого металла он интенсивно остывает и кристаллизуется. Закристаллизовавшийся металл перекрывает просвет в трубке и вытекание его прекращается. Высокая эффективность такой конструкции холодильника обеспечивается большой толщиной стенок, малым внутренним диаметром и большой длинной трубки. Кроме того, ее надежность дополнительно повышается вследствие того, что металлическая трубка заключена в огнеупорный материал донной части гнездового блока, который является дополнительным препятствием для аварийного вытекания металла.In the proposed technical solution, the
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Предлагаемое устройство использовали при производстве конверторной стали. Оно было установлено в дно ковша емкостью 150 тн. Фурма конусной формы имела следующие размеры: высота 340 мм, диаметр оснований - нижнее 190 мм, - верхнее (рабочее) 135 мм. Размеры гнездового блока: высота с донной частью 160 мм, диаметр 360 мм, толщина стенок на уровне нижнего основания фурмы 85 мм. Высота донной части гнездового блока составляла 60 мм. В нее был установлен холодильник, изготовленный из стальной трубки с наружным диаметром 14 мм, с толщиной стенок 2 мм и представляющий собой не полное кольцо диаметром 170 мм, соединенное с одной стороны с газоподводящей трубкой, а с другой стороны со стальным дном фурмы. На боковой поверхности гнездового блока параллельно друг другу и на расстоянии 20 мм и 40 мм от его нижнего основания выполнены две кольцевые фиксирующие канавки глубиной 10 мм и шириной 15 мм, которые при установке в дно ковша заполняются огнеупорной массой. Это позволило повысить надежность крепления устройства для продувки металла газом в дне ковша. После окончания эксплуатации устройства продольные трещины в гнездовом блоке не выявлены.The proposed device was used in the production of converter steel. It was installed in the bottom of the bucket with a capacity of 150 tons. The cone-shaped lance had the following dimensions: height 340 mm, diameter of the bases - lower 190 mm, - upper (working) 135 mm. Socket block dimensions: height with bottom part 160 mm, diameter 360 mm, wall thickness at the level of the lower base of the lance 85 mm. The height of the bottom of the nesting block was 60 mm. A refrigerator was installed in it, made of a steel tube with an outer diameter of 14 mm, with a wall thickness of 2 mm and not a complete ring with a diameter of 170 mm, connected on one side to a gas supply tube, and on the other hand to a steel bottom of the lance. On the lateral surface of the nest block parallel to each other and at a distance of 20 mm and 40 mm from its lower base, two annular fixing grooves are made with a depth of 10 mm and a width of 15 mm, which, when installed in the bottom of the bucket, are filled with a refractory mass. This has increased the reliability of mounting the device for purging metal gas in the bottom of the bucket. After the end of the operation of the device, longitudinal cracks in the socket unit were not detected.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019105628A RU2706911C1 (en) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | Device for bottom blowing of metal by gas in ladle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019105628A RU2706911C1 (en) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | Device for bottom blowing of metal by gas in ladle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2706911C1 true RU2706911C1 (en) | 2019-11-21 |
Family
ID=68653006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019105628A RU2706911C1 (en) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | Device for bottom blowing of metal by gas in ladle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2706911C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2816707C1 (en) * | 2023-01-10 | 2024-04-03 | Акционерное общество "Ферро Балт Плюс" | Tuyere for bottom blowing of liquid metal with gas in ladle |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU524388A1 (en) * | 1974-05-12 | 1978-01-25 | Ждановский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Металлургический Завод Имени Ильича | Device for bottom blowing of metal melt |
EP0087261A1 (en) * | 1982-02-15 | 1983-08-31 | Zirconal Processes Limited | Improvements in the introduction of substances into molten metal |
DE3240097A1 (en) * | 1982-10-29 | 1984-05-03 | Günter Dr.-Ing. 5102 Würselen Sindelar | Metallurgical vessel |
RU2180279C2 (en) * | 2000-03-13 | 2002-03-10 | ОАО Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ" | Apparatus for gas blowing of metal in ladle and safety valve for such apparatus |
RU2356691C2 (en) * | 2007-01-09 | 2009-05-27 | Антонов Виталий Иванович | Device for metals blowing by gas in ladle |
RU173109U1 (en) * | 2016-08-09 | 2017-08-11 | Закрытое акционерное общество "Ферро Балт Плюс" | DEVICE FOR METAL PURGE BY GASES IN A DUCK |
-
2019
- 2019-02-27 RU RU2019105628A patent/RU2706911C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU524388A1 (en) * | 1974-05-12 | 1978-01-25 | Ждановский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Металлургический Завод Имени Ильича | Device for bottom blowing of metal melt |
EP0087261A1 (en) * | 1982-02-15 | 1983-08-31 | Zirconal Processes Limited | Improvements in the introduction of substances into molten metal |
DE3240097A1 (en) * | 1982-10-29 | 1984-05-03 | Günter Dr.-Ing. 5102 Würselen Sindelar | Metallurgical vessel |
RU2180279C2 (en) * | 2000-03-13 | 2002-03-10 | ОАО Челябинский металлургический комбинат "МЕЧЕЛ" | Apparatus for gas blowing of metal in ladle and safety valve for such apparatus |
RU2356691C2 (en) * | 2007-01-09 | 2009-05-27 | Антонов Виталий Иванович | Device for metals blowing by gas in ladle |
RU173109U1 (en) * | 2016-08-09 | 2017-08-11 | Закрытое акционерное общество "Ферро Балт Плюс" | DEVICE FOR METAL PURGE BY GASES IN A DUCK |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2816707C1 (en) * | 2023-01-10 | 2024-04-03 | Акционерное общество "Ферро Балт Плюс" | Tuyere for bottom blowing of liquid metal with gas in ladle |
RU2819958C1 (en) * | 2023-06-06 | 2024-05-28 | Акционерное общество "Ферро Балт Плюс" | Device for bottom blowdown of liquid metal with gas in ladle and method of its production |
RU2824768C1 (en) * | 2024-03-19 | 2024-08-13 | Акционерное общество "Ферро Балт Плюс" | Device for bottom blowdown of liquid metal with gas in ladle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4699654A (en) | Melting furnace and method for melting metal | |
KR960015336B1 (en) | Casting spout for metallurgical vessels | |
KR101457368B1 (en) | Induction Tapping Equipment and Method for Melt | |
JP6465854B2 (en) | Metal flow impact pad and tundish diffuser | |
JP4762172B2 (en) | Furnace body water cooling structure of flash furnace | |
RU134090U1 (en) | DEVICE FOR BOTTOM METAL GAS BLOWING | |
RU2706911C1 (en) | Device for bottom blowing of metal by gas in ladle | |
RU2400327C1 (en) | Suction well (versions) | |
JP2010264485A (en) | Tundish for continuous casting, and method for continuous casting | |
RU2766401C1 (en) | Apparatus for bottom blowing of liquid metal with gas in a ladle | |
JP6293233B2 (en) | Refining apparatus and refining method | |
RU2824768C1 (en) | Device for bottom blowdown of liquid metal with gas in ladle | |
CN109883206A (en) | A kind of consumable electrode vacuum furnace melting Fast Cooling device | |
US3843105A (en) | Apparatus and method for contacting molten metal with gas | |
US4498661A (en) | Teeming ladle | |
RU2309183C2 (en) | Method of blowing molten metal in ladle and device for blowing the metal with gas | |
RU2816707C1 (en) | Tuyere for bottom blowing of liquid metal with gas in ladle | |
RU63271U1 (en) | BLOWING BLOCK AND DEVICE FOR BLOWING A LIQUID METAL WITH A GAS IN A DUCK (OPTIONS) | |
KR101356909B1 (en) | Refining device of high purity molten steel and method thereof | |
CN108130399B (en) | Electric furnace capable of protecting tapping and method for protecting tapping by electric furnace | |
JP6453802B2 (en) | Dip tube | |
JP3612198B2 (en) | Continuous casting tundish | |
KR20120027430A (en) | Silicon melt transfer member and silicon melt transfer method | |
TW200427972A (en) | Submerged sensor in metallurgical vessel | |
SK8474Y1 (en) | Method of casting molten metal with the use of an impact pad in the tundish |