SK113196A3 - Method for producing half-finished product for the metallurgical treatment, half-finished product made by this way and device for producing it - Google Patents
Method for producing half-finished product for the metallurgical treatment, half-finished product made by this way and device for producing it Download PDFInfo
- Publication number
- SK113196A3 SK113196A3 SK1131-96A SK113196A SK113196A3 SK 113196 A3 SK113196 A3 SK 113196A3 SK 113196 A SK113196 A SK 113196A SK 113196 A3 SK113196 A3 SK 113196A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- carbon
- iron
- alloy
- solid filler
- solid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D3/00—Pig or like casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D5/00—Machines or plants for pig or like casting
- B22D5/04—Machines or plants for pig or like casting with endless casting conveyors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/008—Composition or distribution of the charge
-
- 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
- C21C3/00—Manufacture of wrought-iron or wrought-steel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- General Factory Administration (AREA)
- Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
Spôsob výroby polotovaru na metalurgické spracovanie, polotovar týmto spôsobom vyrobený a zariadenie na jeho výrobu
Oblasť techniky
Vynález patrí do odboru hutníctva železa a ocele, presnejšie, odlievania ingotov - to znamená kovových odliatkov určených na postupné spracovanie^ v danom prípade ingotov bochníkového tvaru, na získanie predbežne upravených vsádzkových materiálov na tavbu ocele a taktiež do odboru zariadení, určených na odlievanie ingotov, prednostne zložených z ocele a plnív.
Vynález sa tiež týka obrábania kovov (taveniny) v tekutom, alebo viskóznom stave v liatinových formách, predovšetkým v žľaboch lejárskych zariadení pod tlakom, najmä s využitím mechanických zariadení.
Vynález zahŕňa aj spracovanie liatiny na výrobu železa a ocele, uskutočňované tak v konvertoroch ako aj v elektrických peciach, napríklad oblúkových.
Doterajší stav techniky
Pri metalurgickom spracovaní kovu, pri premene liatiny na oceľ, tiež s pridaním kovového šrotu, rôznymi známymi spôsobmi - martinským, prípadne konvertorovým, v elektrických peciach, sa do patričných taviacich pecí okrem zliatiny a kovošrotu pridáva aj vsádzka, to znamená zmes materiálov, potrebných na zachovanie stanoveného chemického zloženia získavaného kovu a trosky.
Vsádzka spravidla obsahuje predovšetkým okysličovadlá, potrebné na chemické spájanie a odvádzanie uhlíka a iných neži adúcich komponentov z vane obsiahnutých v tavenine, ako sú síra, fosfor, mangán a iné.
Dôležitým stupňom prípravy vsádzky je jej formovanie, to znamená, jej uvedenie do tvaru, vhodného ako na ľahkú prepravu a skladovanie, tak aj vsádzanie do patričnej taviacej pece. Široko sa uplatňuje granulácia, hrudkovanie, aglomerácia a briketovanie disperzných komponentov, ku ktorým sa pridávajú spojivá. (M.A. Nečiporenko, Hrudkovanie jemných koncentrátov, Leningrad, 1958; L.A. Lurie, Briketovanie v hutníctve, Moskva, Št.ved.výsk.ústav literatúry o hutníctve železa, ocele a neželezných kovov, 1968; B.M.Ravig, Briketovanie rúd a rudnopalivových vsádziek, Moskva, Nedra, 1968).
Vo viacerých prípadoch je pohodlnejšie formovanie vsádzky do podôb ingotov, zložených zo železouhlíkovej zliatiny, spravidla liatiny, do ktorých sa pridávajú plnivá potrebného zloženia, menovite železorudných peliet (A.O. SU 985063), alebo rudno-uhoíných peliet (Autorské osvedčenie SU 1250582 zo dňa 15.08.1986, zborník vynálezov č. 30 1968), tvoriacich v podstate polotovar na metalurgické spracovanie. Takéto ingoty sa získavajú v liatinových žľaboch lejárskych zariadení tak, že sa žľaby cez dávkovače naplnia peletami a zalejú liatinou. Ochladenie liatiny sa uskutočňuje zohriatím peliet, regeneráciou oxidov a nahriatím prevádzkového povrchu žľabov, kontaktujúcich sa s ingotom (A.O. SU 110527, ktoré ako sa nazdávame je najbližšie k sledovanej problematike a tomuto vynálezu).
Vsádzanie rôznych druhov taviacich pecí podobnými vsádzacími dávkami - ingotmi je spôsob veľmi vhodný a technologický. Jestvuje však problém dodržania potrebného zloženia konkrétneho polotovaru určeného na metalurgické spracovanie. Problém je zvlášť aktuálny pri tavbách malej hmotnosti a tiež pri získavaní kvalitných ocelí v kyslíkových konvertoroch a oblúkových elektrických peciach. Použitie predvalkov s nestabilným zložením a tepelnofyzikálnymi vlastnosťami ohrozuje stabilitu technológie tavenia ocele.
Podstata vynálezu
Cieľom tohoto vynálezu je nájsť spôsob získavania polotovaru na metalurgické spracovanie v podobe ingotov, sformovaných v liatinových žľaboch lejárskeho zariadenia z pevného plniva a tekutej železouhlíkovej zliatiny s následným ochladením, zabezpečujúce stabilitu jeho zloženia.
Druhým cieľom tohoto vynálezu je vytvorenie lejárskeho zariadenia použiteľného na získavanie polotovarov na metalurgické spracovanie, ktoré majú pomerne stabilné zloženie.
Ďalším cieľom vynálezu je vytvorenie polotovaru na metalurgické spracovanie v podobe ingotov, zložených zo železouhlíkovej zliatiny a tuhého plniva majúcich homogénne a nemenné zloženie, ktoré sú priamo a efektívne použiteľné v postupoch metalurgického spracovania, najmä pri tavbách malého obsahu a tavbách kvalitných ocelí.
Cieľom tohoto vynálezu je taktiež využitie polotovaru na metalurgické spracovanie podľa vynálezu, pri tavbe ocele, prednostne v kyslíkových konvertoroch a taktiež v oblúkových elektrických peciach.
Tieto ciele sa dosahujú získaním polotovaru v podobe ingotu v tvare bochníka vyhotoveného formovaním v liatinovom žľabe lejárskeho zariadenia z tuhého plniva a tekutej železouhlíkovej zliatiny s následným ochladením. V postupe formovania sa zabraňuje vynáraniu tuhého plniva z tekutej železouhlíkovej zliatiny.
Na dosiahnutie cieľa vynálezu je potrebné zabrániť vynáraniu tuhého paliva, pretože sa zistilo, že v dôsledku rôznej hustoty tuhého plniva a tekutej železouhlíkovej zliatiny pri zalievaní tuhého plniva železouhlíkovou zliatinou dochádza k vynáraniu plniva a jeho vyplavovaniu zo žľabu . Tomuto sa nedá predísť v dôsledku malej viskozity horúcej taveniny. V prípade, že sa viskozita zväčší, teda zalieva sa čiastočne vychladnutá tavenina, jej viskozita je nedostačujúca na to, aby zaplnila všetky medzery medzi kušami plniva, teda pri tuh4 nutí tavenina neviaže kusy plniva a pri vykladaní ingotu zo žľabu dochádza k opadávaniu časti plniva. V oboch prípadoch dochádzalo k nekontrolovateľnej zmene zloženia polotovaru.
Pri získavaní polotovaru spôsobom, pri ktorom sa zabraňovalo vynáraniu, tuhé plnivo sa v obsahu ingotu rozmiestňovalo nerovnomerne, čo vyplýva z rôznej hmotnosti zliatiny (napríklad hmotnost liatiny je 7 g/cm3) a plniva (napríklad pre pelety sa hmotnosť rovná 3,7 g/cm3). Vrchná časť ingotu obsahuje veľmi málo železouhlíkovej zliatiny a veľa plniva, spodná časť ingotu, naopak, obsahuje veľa železouhlíkovej zliatiny a skoro žiadne plnivo. Vo vrchnej časti ingotu sú častice plniva veľmi zle spevnené železouhlíkovou zliatinou a pri páde ingotu z lejärskeho zariadenia na plošinu železničného vagóna opadávajú a vytvárajú sutinu, ktoré nie je magnetická a preto pri nakladaní sa nenakladá spolu s ingotmi ale ostáva na mieste. V dôsledku toho majú ingoty nedostatočné množstvo tuhého plniva v porovnaní s výpočtom. To má za následok napríklad to, že pri spracovaní, napríklad v elektrickej peci, oxidačná doba tavenia ocele sa predlžuje o 10 až 15% v dôsledku nedostatku kyslíka, vnášaného peletami, ktorý je potrebný na oxidáciu prímesí liatiny.
Pod pojmom železouhlíková zliatina sa v praxi vo väčšine prípadov rozumie liatina, čo však nijako neobmedzuje rozsah daného vynálezu.
V kontexte tohoto vynálezu sa pod pojmom tuhé plnivo rozumie akékoľvek plnivo, ktoré je schopné zabezpečiť vopred určené chemické zloženie získavaného kovu. Predovšetkým to môžu byť tuhé okysličovadlá, ktoré sú zdrojom kyslíka na chemické viazanie a odstránenie uhlíka a iných nežiadúcich komponentov z taveniny. V prednostnom variante využitia vynálezu je vhodnejšie vyhľadávať také tuhé okysličovadlo, ktoré má sumárne množstvo kyslíka potrebné na okysličovanie od 5 do 95% uhlíka a úplne vypočítané množstvo potrebné na okysličenie ostatných zložiek železouhlíkovej zliatiny, ktoré majú chemickú afinitu ku kyslíku väčšiu ako uhlík.
Pri uvedenom sumárnom množstve kyslíka sa v metalurgickom spracovaní súčasne dosahuje potrebná miera odstránenia uhlíka, zvýšená hodnota defosforylácie kovu a potrebné speňovanie trosky bublinami, vytváranými oxidom uhoľnatým, vytvárajúcim sa v dôsledku reakcie okysličovania uhlíka, zapezpečujúce jeho ochranný efekt, napríklad v elektropeciach - zanášanie oblúka troskou. Keď je celkový obsah kyslíka menší ako je potrebné na okysličenie 5% uhlíka a celkové okysličenie ostatných prímesí kovu, sťažuje sa priebeh reakcie okysličovania uhlíka a fosforu. Kov potom obsahuje väčšie množstvo fosforu a uhlíka. Ak je celkový obsah kyslíka väčší ako množstvo, ktoré je potrebné na okysličenie 95% uhlíka a celkové okysličenie ostatných komponentov, potom je obsah uhlíka vo vani príliš nízky a obsah kyslíka, naopak, vysoký, čo je nežiadúce ako pre podmienky výkonnosti pece, spotrebu okysličovadla a kvalitu kovu, tak aj pre zachovanie sortimentu vyrábaných značiek ocele.
Podľa jedného z variantov uskutočnenia vynálezu, sa zabraňovanie vynárania tuhého plniva pri získavaní polotovaru z tuhého plniva a tekutej železouhlíkovej zliatiny účelne dosahuje mechanicky - rozloženou silou, veľkosť ktorej v smere kolmom k povrchu presahuje maximálnu hodnotu sily, pôsobiacej v železouhlíkovej zliatine na tuhé plnivo.
Pri tomto je možné uskutočňovať formovanie polotovaru zaliatím tekutej železouhlíkovej zliatiny do žľabu, zavážaním tuhého plniva na jej povrch a ponorením tuhého plniva do kvapalnej fázy vplyvom sily, v optimálnom variante prevyšujúcej maximálnu silu vynárania, vplývajúcu na tuhé plnivo v železouhlíkovej zliatine, minimálne na 5% .
Podľa Archimedovho zákona, pri ponorení telesa do kvapaliny sa veľkosť hydrostatickej vztlakovej sily, ktorou je teleso nadľahčované, rovná tiaži kvapaliny, ktorá má rovnaký objem, ako ponorená časť telesa.
Na dostatočné ponorenie a rovnomerné rozdelenie peliet v železouhlíkovej tavenine (liatine), predbežne zaliatej do žľabu, je potrebné na pelety pôsobiť silou, presahujúcou silu vynárania. Parametre prevýšenia hodnôt týchto síl (5 a viac %) sú určené pokusne. Počas pohybu dopravníka so žľabmi k vykladaciemu otvoru zariadenia, liatina, rýchlo tuhnúca po celej hmote polotovaru, pevne cementuje pelety v liatine. Pri postupe k vykladaciemu otvoru, je hmota polotovaru úplne stuhnutá a tvorí jednotné pevné teleso, vytvorené peletami, pevne spojenými stuhnutou liatinou. Pri náraze takéhoto kusa polotovaru o dno železničného vagónu, pelety z neho nevypadávajú, naopak, sú pevne späté v hmote stuhnutou liatinou, lebo ešte v štádiu tuhnutia boli pelety úplne ponorené do liatiny. Liatina, pri dotyku so studeným povrchom peliet okamžite stuhla. Stuhnutie liatiny v polotovare sa urýchľuje ešte aj prívodom vody na ponorné zariadenie a do ochladzovaného pásma, priamo na ingot, ležiaci v žľabe.
Rovnakým spôsobom je možné formovanie polotovaru tak, že sa do liatinového žľabu nasype tuhé plnivo, zaleje sa tekutou železouhlíkovou zliatinou a vynáraniu tuhého plniva sa zabráni silou rovnajúcou sa optimálne od 100 do 10000 N/m2. V tomto prípade, vychádzajúc z teploty, respektíve z viskozity železouhlíkovej zliatiny, je účelné túto silu aplikovať po uplynutí 1 až 60 sekúnd po zaliatí tuhého plniva tekutou železouhlíkovou zliatinou.
Na materiál v žľabe, je v dôsledku odlišnej hmotnosti plniva a liatiny potrebné pôsobiť dodatočnou prítlačnou silou potrebnou na ponorenie tohto materiálu do spodnej časti žľabu, čím sa zabezpečí rovnomerné rozčlenenie plniva v celom obsahu ingotu. Veľkosť potrebnej sily sa určuje hĺbkou ponorenia materiálu do žľabu a hmotnosťou vytlačenej” liatiny v pomere k povrchu prítlaku. Napríklad, materiál - pelety - je potrebné ponoriť do žľabu do hĺbky 3 cm. Plocha prítlaku - bočný povrch cylindrického povrchu valčeka, prichádzajúca do kontaktu s heterogénnym systémom (pelety - liatina) ingotu sa bude rovnať 10 x 50 = 500 cm2, kde 10 cm je dĺžka oblúka valčeka, kontaktujúca sa s materiálom v žľabe, 50 cm je dĺžka valčeka. Hmotnosť liatiny je 7 g/cm3. Objem liatiny, vytlačený prítlakom sa bude rovnať 500 x 3 = 1500 cm3 (výpočet je orientačný) a jej hmotnosť - 1500 cm3 x 7 g/cm3 = 10,5 kg = 105 N. Merný tlak sa bude rovnať 105 x 500 = 0,20 N/cm2, alebo 2000 N/m2. Skutočný tlak musí byť väčší o hodnotu, potrebnú na deformovanie vytvárajúcej sa kovovej škrupiny.
V prípadoch, keď sa pracuje s liatinou, majúcou zvýšenú viskozitu (liatina, majúca teplotu, blížiacu sa k tuhnutiu), prítlačná sila, potrebná na ponorenie materiálu do žľabu sa značne zvýši nad hodnotu uvedenú v predchádzajúcom výpočte a to až do 10000 N/m2.
Ak hodnota prítlačnej sily na materiál nepresahuje 100 N/m2, tak efekt ponorenia tuhého okysličovadla (peliet), bude zanedbateľný. Pelety budú rozmiestnené v bochníku nerovnomerne (v spodnej časti žľabu pelety prakticky nebudú). Pri prítlačnej sile, ktorý prevyšuje 10000 N/π2, sa konštrukcia mechanizmu na ponáranie peliet komplikuje - musí byť spevnená, ako montážny celok, čo súčasne komplikuje prevádzku lejárskeho zariadenia.
Časť medzi momentom zaliatia materiálu a začiatkom pôsobenia prítlaku, potrebného na ponorenie materiálu v žľabe, súvisí s teplotou zalievanej liatiny. Keď sa teplota liatiny nachádza v rozmedziach, blízkych k tvrdnutiu (1200 - 1260 °C), pôsobenie prítlaku potrebného na ponorenie materiálu do žľabu musí nastať ihneď po zaliatí, to znamená, po 1 sekunde. Po stuhnutí liatiny sa do nej nedá nič ponoriť.
Keď sa ale liatina zalieva vo fyzicky horúcom stave, začiatok prítlaku potrebného na ponorenie materiálu do žľabu, sa predlžuje do 1 minúty po ukončení zalievania liatiny. Konštrukcia mechanizmu ponárania umožňuje nastavenie začiatku pôsobenia prítlaku, potrebného na ponorenie materiálu do žľabu, vzďaľovaním alebo približovaním (konzoly s valčekom a závažím) od miesta, kde sú žľaby rozmiestnené. Pôsobenie prítlaku na povrch materiálu v žľabe po uplynutí 1 minúty po zaliatí nie je účelné, nakoľko materiál v žľabe je už stuhnutý.
V druhom variante uskutočnenia vynálezu, ovplyvňovanie tuhého plniva a tekutej železouhlíkovej zliatiny, zabraňujúce vynáraniu tuhého plniva z tekutej železouhlíkovej zliatiny pri formovaní sa môže uskutočniť tak, že sa použijú kusy tuhého plniva, s veľkosťou predstavujúcou hodnotu od 0,025 do 0,300 výšky žľabu a zalievanie tekutou železouhlíkovou zliatinou sa bude uskutočňovať rýchlosťou, ktorá sa pri pomere strednej lineárnej rýchlosti zliatiny k lineárnej rýchlosti pohybu žľabov bude rovnať od 3 : 10 do 6 : 10.
Tento pomer je potrebné vysvetliť. Pod pojmom stredná lineárna rýchlosť železouhlíkovej zliatiny sa rozumie objemové množstvo tekutej železouhlíkovej zliatiny, zalievanej do žľabu za jednotku času (v odbornej literatúre sa tento pojem uvádza ako objemové prietokové množstvo), v pomere k priečnemu rezu žľabu. Tento vzťah (m3/sek : m2 = m/sek) má rozmer rýchlosti a charakterizuje strednú lineárnu rýchlosť pohybu železouhlíkovej zliatiny prierezom žľabu, nakoľko priečny rez samotného prúdu železouhlíkovej zliatiny nie je známy a ťažko sa určuje. Táto hodnota nie je hodnotou skutočnej rýchlosti prúdu železouhlíkovej zliatiny a znamená podmienenú rýchlosť spriemernenú prierezom žľabu, zachováva však pri tom práve skutočný zmysel lineárneho pohybu železouhlíkovej zliatiny.
Zachovanie pomeru lineárnych rýchlosti zalievania železouhlíkovej zliatiny a pohybu žľabov v rozmedziach od 3:10 do 6:10 zabezpečuje rovnomernú filtráciu zliatiny v obsahu žľabu, predbežne naloženého tuhým palivom. Pri tom sa vylučuje jav prelievania železouhlíkovej zliatiny do susedných žľabov, podmieneného nezodpovedajúcim pomerom rýchlosti zalievania a rýchlosťou pohybu žľabov. Vylučuje sa tiež lokálne, nerovnomerné a neúplne zaliatie žľabov železouhlíkovou zliatinou, stuhnutie dávok železouhlíkovej zliatiny v medzerách medzi časticami tuhého plniva, vznikajúce v dôsledku nedostatočnej rýchlosti prísunu železouhlíkovej zliatiny do žľabov, jej rýchleho ochladzovania a zatuhnutia skôr, ako zaplní žľaby. Pomer lineárnych rýchlostí pohybu (zalievania) železouhlíkovej zliatiny a žľabov lejárskeho zariadenia, pohybujúci sa v roz9 medzí od 3:10 do 6:10, zodpovedá podmienke získavania odliatku so stabilným pomerom obsahu železouhlíkovej zliatiny a tuhého plniva.
Zistilo sa, že ak je tento pomer väčší ako 6:10, železouhlíková zliatina nestíha vyplniť všetky medzery medzi čiastkami tuhého plniva - rudného materiálu a vzniká jav nedoliatia žľabov železouhlíkovou zliatinou. Časť tuhého plniva nebude zaliata železouhlíkovou zliatinou a pri prevracaní žľabov sa z formy vysype, pomer hmotnosti medzi železouhlíkovou zliatinou a tuhým plnivom nebude zachovaný, poruší sa podmienka stálosti zloženia odliatku.
Keď je pomer lineárnych rýchlostí menší ako 3:10, potom sa odliatky záväzkového materiálu preplňujú železouhlíkovou zliatinou, tá sa prelieva do susedných žľabov, čo má tiež za následok porušenie stability zloženia odliatkov.
Tiež sa zistilo, že veľkosť častíc, tvoriacich vrstvu tuhého plniva, ktorá sa rovná veľkosti od 0,025 do 0,300 v pomere k výške žľabu sa javí ako optimálna na zachovanie v vrstvy častíc tuhého plniva v žľaboch pri jej zaliatí v pôvodnom nehybnom stave (samozrejme, pri zachovaní vyššie uvedeného obmedzenia v rýchlosti).
Ak je veľkosť častíc železorudných materiálov menšia ako 0,025 v pomere k výške žľabu, sťažuje sa naplnenie žľabu liatinou a porušuje sa rovnomernosť zmiešania liatiny so železorudným materiálom, porušuje sa stabilita pomeru medzi liatinou a železorudným materiálom, pričom sa vyskytuje zvýšená prašnosť drobných častíc a ingoty sa nápadne líšia zložením.
Ak je však veľkosť častíc železorudného materiálu väčšia ako 0,30 v pomere k výške žľabu, potom sa vrstva pevných častíc rozmiestnených najmä na povrchu žľabu odplavuje liatinou. To má za následok nerovnomerné rozloženie častíc v ingote a nestabilnosť zloženia.
Ciele vynálezu sa dosahujú vytvorením lejárskeho zariadenia na získavanie polotovaru na metalurgické spracovanie, ktoré pozostáva:
- z rámu, na ktorý sa upevňujú jednotlivé časti lejárskeho zariadenia a dopravník s liatinovými žľabmi,
- zalievacieho mechanizmu na zaliatie železouhlíkovej zliatiny do žľabov,
- zásobníka s dávkovačom na sypanie tuhého plniva do žľabov,
- mechanizmu, zabraňujúceho vynáraniu tuhého plniva zo železouhlíkovej zliatiny.
V optimálnom variante, je zariadenie vybavené dýzami, spojenými s potrubím, napojeným na chladiace médium. Mechanizmus zabraňujúce vynáraniu tuhého plniva z tekutej železouhlíkovej zliatiny pozostáva z konzoly, opatrenej dutým valčekom so závažím, majúcim pozdĺžny posun, pritom jeden koniec konzoly je pripevnený na pántoch (výkyvné) na podpere k rámu zariadenia. Na druhom konci konzoly je umiestnený dutý valček, voľne sa točiaci na osi, ktorým sa konzola opiera na žľab. Dĺžka dutého valčeka sa rovná od 0,80 do 0,95 prevádzkovej dĺžky žľabu a vonkajší priemer valčeka sa rovná od 1,1 do 1, 4 šírky žľabu. Chladiace dýzy sú namontované v blízkosti dutého valčeka a nasmerované na jeho bočný povrch.
Vzťah veľkosti valčeka a žľabu má podstatný význam v riešení vytýčeného zámeru - dosiahnuť rovnomerné rozloženie okysličovadla v liatinovom ingote.
Ak je dĺžka valčeka menšia ako 0,80 prevádzkovej dĺžky žľabu, nedosiahne sa rovnomerné rozloženie okysličovadla (peliet) v liatine ingotu.
Ak je dĺžka valčeka väčšia ako 0,95 prevádzkovej dĺžky žľabu, valček tlačí na steny žľabu, čím sa znemožní ponorenie materiálu do tekutej liatiny.
Vzťah vonkajšieho priemeru valčeka k šírke žľabu je určený experimentálne pri odlievaní kovu do žľabov rôzneho obsahu (veľkostí). Okrem toho, ak je vonkajší priemer valčeka menší ako 1,1 šírky žľabu, dochádza k vytláčaniu, ako tuhého materiálu tak aj liatiny. Ak je však vonkajší priemer valčeka väčší ako 1,4 šírky žľabu, valček tlačí na steny žľabu a v spodnej časti žľabu nedôjde v vytvoreniu rovnorodého heterogénneho systému. .
Ciele vynálezu sa dosahujú taktiež vytvorením polotovaru na metalurgické spracovanie - ingotu v podobe bochníka zo železouhlíkovej zliatiny s tuhým plnivom, získaného formovaním v žľabe lejárskeho zariadenia, z tuhého plniva a tekutej železouhlíkovej zliatiny s následným ochladením. Formovanie polotovaru sa uskutočňuje zaliatím železouhlíkovej zliatiny do žľabu, zavážaním tuhého plniva na jej povrch a ponorením tuhého plniva do kvapalnej fázy vplyvom prítlaku, ako je uvedené a doplnené príkladmi.
Ciele vynálezu sa dosahujú taktiež pri uskutočnení spôsobu tavby ocele, prednostne v kyslíkových konvertoroch, ktorý spočíva v:
- zavážaní metalurgického šrotu a tuhého plniva,
- zalievaní tekutej liatiny,
- prevzdušnení tavného kúpeľa kyslíkom a pridaní troskotvorných materiálov.
Pritom sa na metalurgické spracovanie ako tuhé okysličovadlo používa polotovar - ingot v podobe bochníkov, zložených zo železouhlíkovej zliatiny a tuhého plniva, získaných formovaním v žľabe lejárskeho zariadenia z tuhého plniva a železouhlíkovej zliatiny s následným ochladením. Pri formovaní sa zabraňuje vynáraniu tuhého plniva z tekutej železouhlíkovej zliatiny. Pritom, v optimálnom variante polotovar na metalurgické spracovanie a metalurgický šrot sa účelne používajú v pomere od 0,1:1,0 do 3,0:1,0 a polotovar sa zaváža v množstve 25 - 300 kg na 1 tonu tekutej liatiny a taktiež sa používa polotovar na metalurgické spracovanie obsahujúci oxidačný materiál, zaliaty železouhlíkovou zliatinou v pomere od 1:1 do 1: 9,9. Sumárne množstvo kyslíka v oxidačnom materiáli sa má rovnať množstvu, potrebnému na úplne vypočítané okysličenie zložiek železouhlíkovej zliatiny, ktoré majú chemickú afinitu ku kyslíku väčšiu ako uhlík. Uvedený pomer sa vysvetľuje nasledovne.
Je neúčelne ak je obsah polotovaru v zložení pevnej záväzky menší ak 10%, nakoľko to komplikuje postup prípravy a nakládky pevnej záväzky do konvertora, pritom efekt použitia polotovaru sa prakticky nepozoruje. Ak je pomer obsahu polotovaru ku kovošrotu väčší ako 3:1, efekt využitia polotovaru klesá. Klesá účinnosť polotovaru aj ako chladiaceho činiteľa a ku koncu postupu prevzdušňovania kyslíkom dochádza k prehriatiu kovu. Použitie polotovaru v rozmedzí 25 až 300 kg na 1 tonu tekutej liatiny, zabezpečuje stabilný priebeh postupu tavenia v konvertore s aktívnou troskou, majúcou potrebnú konzistenciu a zásaditosť, ktoré zabezpečujú vysokú defosforyláciu a optimálnu desulfurizáciu. Uvedené hodnoty sa získali experimentálne.
Pomer oxidačného materiálu k železouhlíkovej zliatine v polotovare väčší ako 1:1 nie je žiadúci, nakoľko pri takom pomere sa zvyšuje spotreba oxidačného materiálu. Toto komplikuje postup získavania polotovaru a taktiež predlžuje dobu prevzdušnenia tavného kúpeľa v .konvertore. Pri pomere oxidačného materiálu k železouhlíkovej zliatine v polotovare menšom ako je 1:9,9, dochádza k aktívnemu varu tavného kúpeľa, čo má za následok výrony trosky.
Ciele vynálezu sa dosahujú taktiež pri uskutočňovaní spôsobu tavenia ocele, prevažne v elektrických oblúkových peciach, zahrňujúceho
- vrstvové vsádzanie pece kovošrotom a záväzkovým predvalkom,
- vsádzanie troskotvomých prísad,
- nahriatie a roztavenie,
- prevzdušnenie kyslíkom.
Pritom sa na metalurgické spracovanie používa polotovar ingot v podobe bochníkov železouhlíkovej zliatiny s tuhým plnivom, získaných formovaním v žľabe lejárskeho zariadenia z tuhého plniva a železouhlíkovej zliatiny s následným ochla13 dením. Pri formovaní sa zabraňuje vynáraniu tuhého plniva zo železouhlíkovej zliatiny. Pritom, v optimálnom variante, zavážanie pece kovošrotom a záväzkovým predvalkom sa uskutočňuje dvoma dávkami. Najprv sa zaváža záväzkový predvalok spolu s kovošrotom v množstve od 3 do 32% hmotnosti vsádzky pece a polotovar sa rozmiestňuje medzi vrstvami kovošrotu v pomere od 1,0:0,1 do 1,0:20,0. Druhou dávkou sa zaváža kovošrot a ten sa zakryje polotovarom na metalurgické spracovanie.
Zavážanie kovovej závažky dvomi dávkami citeľne zvyšuje tepelný výkon na jednotku hmotnosti závažky počas tavenia, a uľahčuje jej pretavenie a znižuje spotrebu elektrickej energie.
V prvej dávke, kombinácia kovošrotu a závažky urýchľuje vytvorenie vrstvy tekutého taviva na dne pece. Ďalšie tavenie kusov šrotu sa uskutočňuje v tekutom kovovom kúpeli, ktorý má zvýšenú hodnotu koeficientu prenosu tepla (sálanie). V dôsledku okysličenia uhlíka v liatine kyslíkom, tvoriacim základ zloženia tuhého plniva, vznikajú bubliny oxidu uhoľnatého, ktoré premiešavajú taveninu a tým urýchľujú odovzdávanie tepla z tekutej taveniny kusom tuhej, ešte neroztavenej závažky a zrýchľujú ich pretavenie. Rýchle vytvorenie tekutej taveniny na dne pece :
- chráni dno pece pred priamym žiarením elektrických oblúkov
- umožňuje v priebehu 1-3 minút dosiahnuť maximálny výkon,
- zabezpečuje možnosť rýchlejšieho začiatku prevzdušňovania kyslíkom,
- zabezpečuje stabilné žiarenie oblúkov,
- zvyšuje strednú účinnosť výkonu,
- urýchľuje vytváranie trosky a jej speňovanie.
Založenie druhej dávky kovovej závažky na čiastočne roztavenú prvú, uľahčuje jej pretavenie. Závažka zakrývajúca šrot, vytvára spenenú záväzkovú vrstvu, čím stabilizuje žiarenie oblúkov. Okrem toho, počas tavenia nepretržite prebieha oxidácia uhlíka v závažke, ktorá je spôsobená pevným okysličovadlom a spenenie trosky neustálym varom v tavnom kúpeli. Vďa14 ka tomu sa rýchlo zväčšuje koeficient využitia energie oblúkov, zrýchľuje sa tavenie závažky a zohriatie tavného kúpeľa.
Ako je vidieť, založenie kovovej závažky v dvoch dávkach urýchľuje roztavenie, priebeh celého cyklu tavenia a znižuje mernú spotrebu elektrickej energie.
Ďalšie zvyšovanie počtu dávok nie je účelné, nakoľko je sprevádzané stratou času a únikom tepelnej energie, spôsobeného prestávkami v prevádzke pece, ktoré sa už nekompenzujú výhodami vyššie opísaného dávkovaného tavenia.
Ak je množstvo závažkovej dávky menšie ako 3% celkovej dávky, obsah tekutého kovu je príliš malý na to, aby zaplnil dno pece, zalial kusy tuhého plniva a zabránil prepáleniu dna pece rozžiarenými oblúkmi. Znižuje sa účinnosť výkonu, spotreba kyslíka, znižujú sa celkové technicko-ekonomické ukazovatele tavby, znemožňuje sa plné využitie predností navrhovaného spôsobu.
Ak je množstvo závažkovej dávky väčšie ako 32% z hmotnosti celej dávky, doba roztavovania počiatočnej dávky a spotreba energie sa zvyšujú v dôsledku toho, že podiel ťažkej závažky, ktorá sa taví pomalšie, prevyšuje optimálnu hodnotu. Okrem toho, koeficient zaplnenia prevádzkového priestoru pece sa v dôsledku prítomnosti ťažkého a tuhého materiálu v závažke znižuje, čo znemožňuje využiť maximálny výkon transformátora, čo by malo za následok ohrozenia životnosti obloženia stien a klenby pece. Pritom, doba roztavenia a celkové trvanie tavby sa predlžujú, spotreba energie stúpa, preto zväčšovať obsah prvej dávky nie je účelné.
Pomer závažkovej dávky a šrotu 1:(0,1-20,0) zodpovedá podmienkam, pri ktorých sa dosahujú najpriaznivejšie technicko-ekonomické výsledky. Ak je tento pomer väčší ako 1:0,1, efektívnosť spôsobu sa znižuje. Je to dôsledok nadmerne veľkého podielu závažkovej dávky, majúcej veľkú hmotnosť a schopnosť sa zhlukovať a vytvárať monolit. Monolit sa taví oveľa pomalšie ako jednotlivé kusy, podieľajúce sa na vytváraní tejto vrstvy.
Ak je tento pomer menší ako 1:20, kladný vplyv dávky sa znižuje v dôsledku malej hmotnosti kovovej záväzky. Závažková dávka, ktorá sa taví rýchlejšie ako šrot, vytvára tekutú taveninu, ktorá steká po studených kusoch šrotu, vytváranie takýchto monolitov sťažuje ich pretavenie. V tomto prípade je obsah tekutej taveniny nedostačujúci na vytvorenie súvislej roztavenej vrstvy na dne pece. Toto bráni využitiu maximálneho výkonu a skoršiemu prísunu kyslíka. Predlžuje sa doba tavenia závažky a zvyšuje sa spotreba energie.
Dávka zvyšného šrotu spôsobom, pri ktorom sa záväzkový predvalok naloží na vopred uložený šrot, umožňuje:
- zväčšiť hustotu závažky
- zabezpečiť stabilitu žiarenia oblúkov
- maximálne využiť účinnosť výkonu a
- vytvára tiež efekt varu kúpeľa počas druhého stupňa tavenia a oxidačnej doby.
Vďaka tomu, troska zostáva v spenenom stave, čo zvyšuje termickú účinnosť a chráni obloženie pece pred žiarením oblúkov, taktiež vytvára podmienky na prevádzku pri maximálnom výkone. Okrem toho, nepretržitý var kovu po počas tavenia a okysličovania zabezpečuje odvádzanie plynov a prímesí a zabezpečuje získanie ocele vyššej kvality.
Vynález bude ďalej bližšie vysvetlený pomocou pripojeného výkresu a príkladov jeho uskutočnenia, ktoré však nijako neobmedzujú predmet vynálezu vymedzený patentovými nárokmi.
Opis obrázku na výkrese
Na pripojenom výkrese je zobrazené lejárske zariadenie, určené na získanie polotovaru na metalurgické spracovanie podľa vynálezu.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Lejárske zariadenie pozostáva z retazových dopravníkov 1, na ktorých sú upevnené žľaby 2, zo zalievacieho mechanizmu 2, rámu 4, zásobníka 5 s dávkovačom tuhých plnív, potrubia 6, podávajúceho chladiace médium, spojeného s rozprašovačmi 7, ďalej konzoly 8, s dutým valčekom 9 a závažím 10., ktoré je umiestnené na konzole 8 s možnosťou pozdĺžneho posúvania (podľa pozdĺžnej osi). Jeden koniec konzoly je pripevnený s pántami na podperách 11 k rámu 4. Na druhom konci konzoly je umiestnený voľne sa pohybujúci na osi dutý valček, ktorý sa opiera o žľab.
Lejárske zariadenie pracuje nasledovne. Na lejárske zariadenie sa podáva panva s tekutou liatinou a do zásobníka s dávkovačom sa naložia pelety. Uzávery dávkovačov sa otvárajú a pelety sa dostávajú do žľabov. Rýchlosť pohybu je úmerne priamo závislá na spotrebe peliet. Žľaby naložené peletami sa posúvajú a zapĺňajú sa liatinou. Po uplynutí 1 až 60 sekúnd po ukončení zalievania liatinou na materiál v žľabe sa pôsobí prítlačnou silou, rovnajúcou sa 100 až 10000 N/m2.
Čas od ukončenia zaliatia liatiny do žľabu po začiatok pôsobenia prítlačnej sily, ako. aj hodnota potrebnej prítlačnej sily súvisiace s podmienkami zalievania boli opísané vyššie.
Príklad 1
Na experimentálno-priemyselnom lejárskom zariadení sa uskutočnili skúšky navrhovaného spôsobu získania polotovaru vo variante zabránenia vynáraniu plniva z tekutej zliatiny mechanickým spôsobom (tlakom).
Skúšalo sa:
- lejárske zariadenie, určené na uskutočnenie spôsobu
- prítlačná sila rôznej hodnoty
- čas pôsobenia prítlačnej sily
- vzťah dĺžky valčeka k prevádzkovej dĺžke žľabu
- vzťah vonkajšieho priemeru valčeka k šírke žľabu.
Výsledky skúšok sú uvedené v nasledujúcej tabuľke 1.
Tabulka 1
| • | č. skúšok | Teplota liatiny °C | Trvanie pôsobe- nia prítlaku sek. | Hodnota prítlaku N/m2 | Vzťah valčeka k šírke žľabu | Vzťah dĺžky valčeka k dĺžke žľabu | Hmotnosť ingotu v tvare bochníka kg | Rovnomernosť rozloženia plniva v bochníku body |
| pro- totyp | 1380 | - | - | - | - | 27,5 | 1 | |
| 1 | 1260 | 1 | 1000 | 1,4 | 0,80 | 26,0 | 4 | |
| 2 | 1380 | 20 | 100 | 1,35 | 0,85 | 25,5 | 3 | |
| 3 | 1300 | 50 | 10000 | 1,25 | 0,90 | 27,0 | 5 | |
| 4 | 1400 | 60 | 7500 | 1,1 | 0,95 | 26,0 | 4 | |
| 5 | 1280 | 70 | 9000 | 1.9 | 0,7 | 25,5 | 2 | |
| 6 | 1360 | 30 | 10000 | 1,5 | 1,0 | 27,5 | 1 |
Zhodnotenie vykonaných skúšok ukázalo, že prihlasovaný spôsob a lejárske zariadenie, určené na jeho realizáciu umožňujú získať bochníky polotovaru na metalurgické spracovanie homogénneho, heterogénneho zloženia s rovnomerným rozložením peliet v obsahu bochníka, (4 body, podľa vypracovaného 5 bodového systému).
Príklad 2
Spôsob podľa vynálezu sa uskutočňuje na lejárskom zariadení, s dĺžkou 35 m a šírkou 5,8 m, obsahujúcom dva dopravníky 1, z ktorých každý je vybavený 292 žľabmi 2· Lejárske zariadenie je vybavené dávkovačom 5 kusového železorudného materiálu do žľabov 2 majúcich výšku 12,5 cm, plochu priečneho prierezu 318 cm2 a rýchlosť pohybu 10 cm/sek.
Ako železorudný materiál sa využili pražené okysličené železorudné pelety a aglomerát s veľkosťou jednotlivých kusov od 0,3 do 3,8 cm, to znamená v hodnotách od 0,025 do 0,300 výšky žľabu.
Rýchlosť zaliatia liatiny, vo vzťahu k ploche priečneho rezu žľabu 2 a rýchlosti pohybu dopravníka 1 so žľabmi 2 sá nastavili v rozmedzí (3-6:10).
Zistilo sa, že pri pomere lineárnych rýchlostí zaliatia liatiny a pohybu žľabov 2 väčšom ako 6:10, liatina nestíha vyplniť všetky medzery medzi tuhými zložkami železorudného materiálu, odliatky sú porézne a majú nerovnomerne rozdelenú liatinu v obsahu odliatku. Časť týchto zložiek nebola spevnená liatinou a pri vykladaní žľabov 2 sa vysypala, čo malo za následok získanie nekvalitných odliatkov.
Ak však bol vzťah lineárnych rýchlostí menší ako 3:10, potom sa formy preplňovali liatinou. Liatina pretekala do susedných žľabov 2., čo porušovalo stabilitu zloženia a zväčšovalo hmotnosť odliatkov.
Počas uskutočňovania pokusov sa získalo viac ako 1500 ton formovaného záväzkového materiálu, určeného pre oceliarske taviace pece. Odliatky mali hmotnosť 31-33 kg a obsahovali 20-25% (podľa hmotnosti) železorudného materiálu, zvyšok tvorila liatina.
Získaný formovaný materiál sa pretavil na oceľ v 3,6 a 100 tonových elektrických peciach a v 65 tonovej martinskej peci. Vo všetkých prípadoch sa dosiahol kladný výsledok: Skrátila sa doba tavenia o 30 až 50%, spotreba paliva o 14 až 25% a spotreba žiarovzdorných materiálov o 1 až 2 kg na lt ocele. Náklady na výrobu ocele, v porovnaní s nákladmi na vytavovanú oceľ z tradičnej závažky v spotrebe kovového šrotu a metalizovaných peliet sa znížili.
Príklad 3
Do zásobníkov 5 , určených na nakládku konvertora sa pripravil kovový šrot, polotovar, zložený z 20% peliet a 80% železouhlíkovej zliatiny (liatina).
Pevná závažka pre 160 tonový konvertor obsahovala 25 t kovošrotu a 12 t polotovaru. Do konvertora sa zalialo 135 t liatiny. Spotreba troskotvorných materiálov bola v tom istom zložení a množstvách ako aj pri práci, pri ktorej sa použil iba kovošrot: vápno 12 t, fluorit 0,2 t, rudné pelety 0,8 t. Prevzdušnenie taviva sa uskutočňovalo podľa zvyčajnej technológie, v súlade s technologickým predpisom. Tavenie prebiehalo pokojne, žiadne odchýlky v troskovom a teplotnom režime ako aj požadovanom chemickom zložení sa nezistili. Tavila sa oceľ značky CT 20. Po ukončení prevzdušnenia sa do tekutého kúpeľa pridávali odkysličovadlá, kov sa vypúšťal do panvy, ktorú presunuli na zariadenie nepretržitého odlievania.
Výťažok tekutého kovu bol na úrovni obvyklých tavieb, keď sa v podobe kovovej závažky používa iba kovošrot a v sledovanej tavbe tvoril 87,4%.
Experimentálno-priemyselné tavby, v ktorých sa namiesto kovošrotu na chladenie používa polotovar, potvrdili efektívnosť tejto zámeny. Takéto tavby mali optimálny troskový a teplotný režim v porovnaní s tavbami, uskutočňovanými spôsobom, pri ktorom sa ako tuhé plnivo používal iba kovošrot, obsah medi sa znížil na 250% a niklu na 29%.
Príklad 4
Tabuľka 2, ilustruje vplyv prítlačnej sily prevyšujúcej maximálnu silu vynárania o 10% na stabilitu zloženia polo- tovaru (ingotu v tvare bochníka na metalurgické spracovanie) a výsledky tavby.
Tabuľka 2
| pora- | Počet peliet | v % | Deficit | Zväčšenie | |
| dové | hmotnosti | kyslíka | času | ||
| č. | v dôsledku | oxidačnej | |||
| v polotovare | zosypania | doby | |||
| zosy- | peliet | tavenia | |||
| Pláno- | Faktické | pané | kg na 100 kg | ||
| vané | polotovaru | v min. | |||
| bez prítlaku: | |||||
| 1. | 25 | 17 | 8 | 2,10 | 8 |
| 2. | 25 | 15 | 10 | 2,60 | 10 |
| 3. | 25 | 18 | 7 | 1,80 | 7 |
| s | pritlakom: | ||||
| 4. | 25 | 25,0 | - | - | nejestvuje |
| 5. | 25 | 24,7 | 0,3 | 0,06 | |
| 6. | 25 | 25,0 | - | - | — H — |
| 7. | 25 | 25,0 | - | - | _ll_ |
| 8. | 25 | 24,8 | 0,2 | 0,04 |
Príklad 5
Experimentálne tavby sa uskutočňovali v 100 t oblúkových peciach. Sortiment ocele - elektrotechnická anizotropná oceľ.
V zložení kovovej závažky sa používal šrot (ostrapky, ktoré vznikli pri valcovaní, zmätkové predvalky, odpísaný šrot) a závažková dávka v rôznych pomeroch. Závažka zložená z prípravku a šrotu jednotlivými vrstvami sa nakladala do sádzacieho koša a vložila do pece. Do závažky sa tiež pridalo vápno v množstve 1,5 až 4 t, aglomerát v množstve 2 až 4 t a pri niektorých tavbách aj fluorit v množstve 300 až 500 t na tavbu.
Po pretavení počiatočnej závažky sa do sádzacieho koša prikladl šrot a vyššie uvedený záväzkový predvalok. Tavenie ocele sa uskutočňovalo s využitím klenbovej výfučne na vháňanie kyslíka do kúpeľa. V priebehu tavby, podľa potreby, sa pridávali prísady aglomerátu a fluoritu. Na získanie záväzkového predvalku sa používala prepracovaná liatina a železorudné pelety v pomere liatina-pelety (81-84):(19-16).
Po roztavení závažky vo vzorke 1 sa získal kov nasledovného zloženia (v % podľa hmotnosti):
C - 0,18-1,00; Mn - 0,10-0,20; P - 0,009-0,016;
S - 0,005-0,027; Cr - 0,03-0,09; Ni - 0,05-0,09;
Cu - 0,05-0,13.
Po rafinovaní a predbežnom odkysličení sa kov vypustil do panvy.
Technicko - ekonomické výsledky tavenia elektrotechnickej ocele v elektrickej peci, vytavenej podľa navrhovaného spôsobu v porovnaní s tavbami bežnej výroby sú uvedené v tabuľke 3.
Tabuľka 3
| č. exper. tavieb | Počet základiek (dávok) | Veľkosť vsádzkového predvalku (v % od hmoty vsádzky pece | Pomer vsádzkového predvalku ku kovošrotu (v dieloch) | Spotreba elektric kej energie na tavbu kW/h | Doba trvania tavby hod.-min. |
| porov- náva- cia | 1 | 50 | 1:1,0 | 51838 | 3-08 |
| 1. | 2 | 2 | 1:30 | 51120 | 3-02 |
| 2. | 2 | 3 | 1:20 | 49800 | 2-55 |
| 3. | 2 | 10 | 1:5,4 | 48240 | 2-53 |
| 4. | 2 | 20 | 1:0,8 | 47100 | 2-49 |
| 5. | 2 | 30 | 1:0,2 | 46800 | 2-45 |
| 6. | 2 | 32 | 1:0,1 | 47460 | 2-51 |
| 7. | 2 | 34 | 1:0,007 | 49830 | 2-57 |
Ako je vidieť z tabuľky, navrhovaný spôsob tavenia ocele v oblúkovej peci zabezpečuje vylepšenie technicko-ekonomických výsledkov tavby. Skracuje sa doba tavenia o 7 až 12% a merná spotreba elektrickej energie o 4 až 10%.
Priemyselná využiteľnosť
Spôsob získania polotovaru na metalurgické spracovanie v súlade s vynálezom a lejárske zariadenie určené na uskutočňovanie spôsobu, sa môžu využiť v obore metalurgie železa a ocele, pri získavaní predbežne pripravených závažkových (vsádzkových) materiálov, potrebných pri výrobe ocele.
Polotovar pre metalurgické spracovanie ingot v podobe bochníka zo železouhlíkovej zliatiny a tuhého plniva, podľa vynálezu, sa môže využívať ako na miestnu výrobu, tak aj skladovať a prevážať na vzdialené miesta spracovania.
Vynález sa môže využiť pri tavení ocele v rôznych agregátoch, určených na tavbu ocele, menovite, elektrických peciach a konvertoroch.
Claims (17)
1. Spôsob získavania polotovaru na metalurgické spracovanie, zahrňujúce formovanie tohto polotovaru v žľabe lejárskeho zariadenia, z pevného plniva a tekutej železouhlíkovej zliatiny s následným ochladením, vyznačujúci sa tým, že v postupe formovania sa pôsobí proti vynáraniu tuhého plniva z tekutej železouhlíkovej zliatiny.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ako tuhé plnivo sa používajú tuhé okysličovadlá.
3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že sa aplikuje tuhé plnivo, ktoré má sumárny obsah kyslíka potrebný na okysličovanie od 5 do 95% uhlíka a plné vypočítané okysličenie ostatných zložiek železouhlíkovej zliatiny, ktoré majú chemickú afinitu ku kyslíku väčšiu ako uhlík.
4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ako železouhlíková zliatina sa používa liatina.
5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m, že na tuhé plnivo a železouhlíkovú zliatinu sa pôsobí rozloženou prítlačnou silou, ktorej veľkosť v smere kolmom k povrchu presahuje maximálnu hodnotu výtlačnej sily, pôsobiacej v železouhlíkovej zliatine na tuhé plnivo.
6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že formovanie polotovaru sa uskutočňuje zaliatím tekutej železouhlíkovej zliatiny do žľabu, založením tuhého plniva na jej povrch a ponorením tuhého plniva do kvapalnej fázy vplyvom prítlačnej sily, prevyšujúcej maximálnu výtlačnú silu, pôsobiacu na tuhé plnivo železouhlíkovej zliatiny najmenej o 5%.
7. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že formovanie polotovaru sa uskutočňuje zasypaním tuhého plniva do žľabu, zaliatím plniva železouhlíkovou zliatinou a pôsobením na vynárajúce sa tuhé plnivo prítlačnou silou u s hodnotou v rozmedzí od 100 do 10 000 N/m2.
8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že spomenutá prítlačná sila sa aplikuje po uplynutí 1 až 60 sekúnd po ukončení zalievania železouhlíkovej zliatiny na tuhé plnivo.
9. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že kusy zavážaného tuhého plniva majú veľkosť od 0,25 * do 0,300 v pomere k výške žľabu a zaliatie železouhlíkovou zliatinou sa uskutočňuje pri pomere jej priemernej lineárnej v rýchlosti ku rýchlosti pohybu žľabov predstavujúcom od 3:10 do
6:10.
10. Lejárske zariadenie, pozostávajúce z rámu, na ktorý sú upevnené jednotlivé časti tohto zariadenia, dopravníka so žľabmi rozmiestnenými na ňom, zalievacieho mechanizmu na zalievanie tekutej železouhlíkovej zliatiny do žľabov, zásobníka s dávkovačom, na nasypanie tuhého plniva do žľabov, vyznačujúce sa tým, že je ďalej vybavené prítlačným mechanizmom, určeným na pôsobenie na tuhé plnivo a tekutú železouhlíkovú zliatinu s cieľom zabrániť vynáraniu tuhého plniva z tekutej železouhlíkovej zliatiny.
11. Lejárske zariadenie podľa nároku 10, vyzná25 čujúce sa tým, že je vybavené dýzami (7), spojenými s potrubím (6) napojeným na chladiace médium, a mechanizmus, zabraňujúci vynáraniu plniva z tekutej železouhlíkovej zliatiny pozostáva z konzoly (8), opatrenej dutým valčekom (9) so závažím (10), majúcim pozdĺžny posun, pričom jeden koniec konzoly (8) je pántami pripevnený na podpere (11) rámu (4) zariadenia a na druhom konci konzoly (8) je umiestnený na osi voľne sa točiaci dutý valček (9), ktorým sa konzola (8) opiera o žľab, pričom rozmer dĺžky dutého valčeka (9) predstavuje od 0,80 do 0,95 prevádzkovej dĺžky žľabu, vonkajší priemer valčeka (9) predstavuje od 1,1 do 1,4 šírky žľabu a chladiace dýzy sú umiestnené v blízkosti dutého valčeka (9) a nasmerované na jeho bočný povrch.
12. Polotovar na metalurgické spracovanie predstavujúci ingot v podobe bochníka zo železouhlíkovej zliatiny s pevným plnivom, získaný formovaním v žľabe lejárskeho zariadenia z tuhého plniva a tekutej železouhlíkovej zliatiny s následným chladením, vyznačujúci sa tým, že v postupe formovania pôsobí na tuhé plnivo a tekutú železouhlíkovú zliatinu prítlačná sila, znemožňujúca vynáranie tuhého plniva z tekutej železouhlíkovej zliatiny.
13. Spôsob tavenia ocele, prednostne v kyslíkových konvertoroch, zahrňujúci záväzku metalurgického šrotu a tuhého okysličovadla, zaliatie tekutej liatiny, prevzdušnenie kúpeľa kyslíkom a pridanie troskotvorných komponentov, vyznačujúci sa tým, že ako tuhé okysličovadlo sa používa polotovar na metalurgické spracovanie v podobe bochníkov, zložených zo železouhlíkovej zliatiny a tuhého plniva, získaného formovaním v žľabe lejárskeho zariadenia z tuhého plniva a tekutej železouhlíkovej zliatiny, s následným ochladením, keď pri formovaní na tuhé plnivo a železouhlíkovú zliatinu pôsobí prítlačná sila, znemožňujúca vynáranie tuhého plniva z tekutej železouhlíkovej zliatiny.
14. Spôsob podlá nároku 13, vyznačujúci sa tým, že polotovar sa metalurgické spracovanie a metalurgický šrot sa berie v pomere od 0,1:1,0 do 3,0:1,0, pričom sa polotovar zaváža v pomere 25 až 300 kg na 1 tonu tekutej liatiny.
15. Spôsob podlá nároku 14, vyznačujúci sa tým, že polotovar na metalurgické spracovanie obsahuje oxidačný materiál, zaliaty železouhlíkovou zliatinou v pomere od 1:1 do 1,0:9,9, pričom sumárne množstvo kyslíka v oxidačnom materiáli sa rovná potrebnému množstvu kyslíka na úplne vypočítané okysličenie zložiek železouhlíkovej zliatiny, ktoré majú chemickú afinitu väčšiu ako uhlík.
16. Spôsob tavenia ocele, predovšetkým v elektrických oblúkových peciach, zahrňujúci zavážanie pece kovošrotom a záväzkovým materiálom vo vrstvách, závažku troskotvorných prísad, nahrievanie a roztavenie a prevzdušnenie kyslíkom, v yznačujúci sa tým, že ako závažkový materiál sa používa polotovar na metalurgické spracovanie v podobe ingotov v tvare bochníkov zo železouhlíkovej zliatiny a tuhého plniva získaný formovaním v žľaboch lejárskeho zariadenia z tuhého plniva a železouhlíkovej zliatiny a následným ochladením, keď sa pri formovaní na tuhé plnivo a tekutú železouhlíkovú zliatinu pôsobí prítlačnou silou, znemožňujúcou vynáranie tuhého plniva z tekutej železouhlíkovej zliatiny.
17. Spôsob podľa nároku 16, vyznačujúci sa tým, že zavážanie pece kovošrotom a záväzkovým materiálom sa uskutočňuje dvoma dávkami, pričom najskôr sa pec napĺňa závažkovým materiálom spolu s kovošrotom v pomere od 2 do 32% hmotnosti vsádzky pece, pričom polotovar na metalurgické spracovanie sa rozmiestňuje medzi vrstvami kovošrotu v pomere od 1,0:0,1 do 1,0:20,0, ďalej sa pokračuje so zavážaním tak, že sa najskôr naloží kovošrot a následne polotovar na metalurgické spracovanie.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94007130/02A RU2075516C1 (ru) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | Способ получения полуфабриката для металлургического передела |
| RU94030509/02A RU2075513C1 (ru) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | Способ выплавки стали в кислородных конвертерах |
| PCT/RU1995/000031 WO1995023660A1 (fr) | 1994-03-04 | 1995-02-23 | Ameliorations relatives a la conversion metallurgique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK113196A3 true SK113196A3 (en) | 1997-10-08 |
| SK283412B6 SK283412B6 (sk) | 2003-07-01 |
Family
ID=26653777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK1131-96A SK283412B6 (sk) | 1994-03-04 | 1995-02-23 | Spôsob výroby polotovaru na metalurgické spracovanie a lejárske zariadenie na jeho výrobu |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5817164A (sk) |
| EP (1) | EP0755736B1 (sk) |
| JP (1) | JPH09509617A (sk) |
| CN (1) | CN1047336C (sk) |
| AT (1) | ATE226492T1 (sk) |
| AU (1) | AU686771B2 (sk) |
| BR (1) | BR9506945A (sk) |
| CA (1) | CA2183262A1 (sk) |
| DE (1) | DE69528641D1 (sk) |
| FI (1) | FI963447A (sk) |
| HU (1) | HUT74971A (sk) |
| NO (1) | NO963666L (sk) |
| PL (1) | PL179788B1 (sk) |
| RO (1) | RO119865B1 (sk) |
| SK (1) | SK283412B6 (sk) |
| WO (1) | WO1995023660A1 (sk) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2061339C1 (ru) * | 1995-04-13 | 1996-05-27 | Алексей Григорьевич Зубарев | Чушка для сталеплавильного передела, способ и машина для ее получения |
| RU2090624C1 (ru) * | 1995-09-28 | 1997-09-20 | Вадим Евгеньевич Чернухин | Материал для изготовления чушек для сталеплавильного передела, способ его получения, чушка для сталеплавильного передела, способ и машина для ее получения |
| NO310707B1 (no) * | 2000-01-18 | 2001-08-20 | Elkem Materials | Fremgangsmåte for stöping av ferrolegeringer |
| US6471742B2 (en) * | 2001-01-22 | 2002-10-29 | Oscar G. Dam | Method for producing an improved charging stock for use in metallurgical processes |
| CN101773998A (zh) * | 2010-01-08 | 2010-07-14 | 河南省西保冶材集团有限公司 | 连续浇铸定模自动脱模生产设备 |
| CN102841606A (zh) * | 2012-06-02 | 2012-12-26 | 上海大学 | 一种基于顺磁性流体的气体行为控制方法 |
| KR101337571B1 (ko) * | 2013-04-16 | 2013-12-06 | 장명수 | 망간계 합금철 제조방법 |
| CN115055652B (zh) * | 2022-06-30 | 2023-03-24 | 北京易得优科技有限责任公司 | 一种铁合金精细化浇铸的方法 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2710796A (en) * | 1954-05-26 | 1955-06-14 | United States Steel Corp | Method of making iron bearing material for treatment in a blast furnace |
| GB1275570A (en) * | 1968-10-11 | 1972-05-24 | Exxon Research Engineering Co | Improved feed for iron and steel making |
| GB1269842A (en) * | 1968-11-29 | 1972-04-06 | Midland Ross Corp | Metallised pellet, and process for producing steel using metallized pellets |
| US3807986A (en) * | 1971-06-09 | 1974-04-30 | Lukens Steel Co | Combination iron and iron oxide briquette and method of using |
| DE2263945C2 (de) * | 1972-12-29 | 1975-02-13 | Uwe Dr.Rer.Pol. 4300 Essen-Kupferdreh Schulten-Baumer | Massel für die Herstellung von GuBeisen |
| SU437807A1 (ru) * | 1973-06-01 | 1974-07-30 | Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина | Способ получени низкоуглеродистой стали |
| GB1503497A (en) * | 1974-07-22 | 1978-03-08 | British Steel Corp | Arc furnace steelmaking |
| SU679629A1 (ru) * | 1978-02-24 | 1979-08-15 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Черной Металлургии Им.И.П.Бардина | Способ выплавки стали в конвертере |
| SU706184A1 (ru) * | 1978-07-31 | 1979-12-30 | ;54) Способ Разливки Ферросплавов | Способ разливки ферросплавов |
| US4287936A (en) * | 1978-11-16 | 1981-09-08 | Ljublinsky Efim Y | Ingot casting apparatus |
| SU805634A1 (ru) * | 1979-09-07 | 1983-05-30 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Способ получени шихты дл электроплавки |
| GB2078785B (en) * | 1980-06-28 | 1984-08-15 | Dunn Edward Jerome | A method of scavenging steel |
| SU985063A1 (ru) * | 1981-09-04 | 1982-12-30 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Способ производства стали в дуговой печи |
| US4436551A (en) * | 1981-10-26 | 1984-03-13 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Process for making steel from direct-reduced iron |
| SU1105273A1 (ru) * | 1981-12-17 | 1984-07-30 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Разливочна машина дл отливки чушек |
| SU1250382A1 (ru) * | 1983-04-18 | 1986-08-15 | Предприятие П/Я М-5287 | Активатор-смеситель |
| SU1148696A1 (ru) * | 1983-08-16 | 1985-04-07 | Специальное конструкторское бюро тяжелых цветных металлов при Институте "Гинцветмет" | Способ изготовлени металлических чушек |
| SU1250582A1 (ru) * | 1984-02-17 | 1986-08-15 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Способ выплавки стали в многованной электропечи |
| US4564388A (en) * | 1984-08-02 | 1986-01-14 | Intersteel Technology, Inc. | Method for continuous steelmaking |
| SU1547940A1 (ru) * | 1988-06-24 | 1990-03-07 | Новолипецкий металлургический комбинат им.Ю.В.Андропова | Способ разливки ферротитана |
| US4957546A (en) * | 1989-05-10 | 1990-09-18 | Instituto Mexicano De Investigaciones Siderurgicas | Direct steelmaking process from 100% solid charge of multiple reducing and oxidizing alternating periods |
| US5425797A (en) * | 1994-02-23 | 1995-06-20 | Uni Superkom | Blended charge for steel production |
-
1995
- 1995-02-23 RO RO96-01748A patent/RO119865B1/ro unknown
- 1995-02-23 CN CN95190861A patent/CN1047336C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1995-02-23 EP EP95912525A patent/EP0755736B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-23 SK SK1131-96A patent/SK283412B6/sk unknown
- 1995-02-23 DE DE69528641T patent/DE69528641D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-23 WO PCT/RU1995/000031 patent/WO1995023660A1/ru active IP Right Grant
- 1995-02-23 PL PL95316843A patent/PL179788B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1995-02-23 US US08/615,206 patent/US5817164A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-02-23 CA CA002183262A patent/CA2183262A1/en not_active Abandoned
- 1995-02-23 JP JP7522846A patent/JPH09509617A/ja active Pending
- 1995-02-23 AT AT95912525T patent/ATE226492T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-02-23 BR BR9506945A patent/BR9506945A/pt not_active IP Right Cessation
- 1995-02-23 HU HU9602381A patent/HUT74971A/hu unknown
- 1995-02-23 AU AU19642/95A patent/AU686771B2/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-09-03 NO NO963666A patent/NO963666L/no unknown
- 1996-09-03 FI FI963447A patent/FI963447A/fi not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI963447A0 (fi) | 1996-09-03 |
| PL316843A1 (en) | 1997-02-17 |
| HU9602381D0 (en) | 1996-10-28 |
| NO963666D0 (no) | 1996-09-03 |
| ATE226492T1 (de) | 2002-11-15 |
| EP0755736A1 (en) | 1997-01-29 |
| NO963666L (no) | 1996-11-04 |
| DE69528641D1 (de) | 2002-11-28 |
| EP0755736B1 (en) | 2002-10-23 |
| US5817164A (en) | 1998-10-06 |
| SK283412B6 (sk) | 2003-07-01 |
| CN1139889A (zh) | 1997-01-08 |
| BR9506945A (pt) | 1997-09-09 |
| EP0755736A4 (en) | 1998-07-15 |
| AU1964295A (en) | 1995-09-18 |
| CA2183262A1 (en) | 1995-09-08 |
| WO1995023660A1 (fr) | 1995-09-08 |
| FI963447A (fi) | 1996-09-03 |
| HUT74971A (en) | 1997-03-28 |
| PL179788B1 (pl) | 2000-10-31 |
| AU686771B2 (en) | 1998-02-12 |
| JPH09509617A (ja) | 1997-09-30 |
| CN1047336C (zh) | 1999-12-15 |
| RO119865B1 (ro) | 2005-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI480378B (zh) | 最低化耗能之多功能電弧爐系統及製造鋼產品之製程 | |
| JP5772339B2 (ja) | 取鍋内スラグの再利用方法 | |
| BRPI0410420B1 (pt) | Processo para a utilização de escória | |
| SK113196A3 (en) | Method for producing half-finished product for the metallurgical treatment, half-finished product made by this way and device for producing it | |
| RU2244025C2 (ru) | Спеченные агломераты и способ их изготовления | |
| US3822735A (en) | Process for casting molten silicon-aluminum killed steel continuously | |
| CN114540568B (zh) | 一种提高废钢比的冶炼方法 | |
| JP5407186B2 (ja) | 残湯返し作業における発塵防止方法 | |
| KR960006324B1 (ko) | 레이들 속에 담긴 용융강의 가열방법 | |
| RU2090624C1 (ru) | Материал для изготовления чушек для сталеплавильного передела, способ его получения, чушка для сталеплавильного передела, способ и машина для ее получения | |
| JPH0733538B2 (ja) | 空気圧製鋼容器及び鋼製造方法 | |
| RU2092572C1 (ru) | Способ производства стали и линия для его осуществления | |
| SU1089147A1 (ru) | Способ раскислени стали алюминием и чушка дл раскислени | |
| RU2075516C1 (ru) | Способ получения полуфабриката для металлургического передела | |
| US4135920A (en) | Method of introducing powdered material into molten metal | |
| SU939575A1 (ru) | Способ получени комплексного сплава "марганец-алюминий | |
| KR100327288B1 (ko) | 강과같은용융금속의성분을조정하는방법과플랜트 | |
| RU2113503C1 (ru) | Способ получения шихтовой заготовки | |
| RU2075515C1 (ru) | Способ выплавки стали | |
| RU2094481C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электропечи | |
| RU2356685C2 (ru) | Способ получения полуфабриката для металлургического передела | |
| RU2197538C2 (ru) | Способ выплавки подшипниковой стали | |
| RU2026361C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой печи | |
| RU2087546C1 (ru) | Чушка для металлургического передела | |
| RU2147967C1 (ru) | Способ производства шихтовой заготовки, разливочная машина для его осуществления и шихта для безобжигового окускования твердых наполнителей |