SU1104168A1 - Способ порционной вакуумной обработки стали - Google Patents

Abstract

1. CnOCOR ПОРЦИОННОЙ ВАКУУМНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ, включающий многократное повторение полуциклов засасывани  части металла из сталеразливочного ковша в вакуумную камеру и обратного его спипа в ковш и подачу газа в рабочее пространство камеры, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности и надежности дегазагщи раскиленной стали при одновременном сокращении длительности вакуумной обработки, во врем  полуцикла слива металла в ковш в полости вакуумной камеры повышают давление от 0,5-5,0 до 5-50 мм рт.ст. путем дозированной периодической подачи газа при его .расходе 50-350 нл/с последующим уменьшением давлени  в полуцикле засасывани  в 8-10 раз. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в вакуумную камеру осуществл ют периодическую подачу § азота из системы напуска инертного газа в камеру. (Л 3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что повьпнение давс лени  в камере обеспечивают периодическим дросселированием вакуум-провода , прикрьша  главную вакуумную задвижку в полуцикле слива и открыва  ее полностью в полуцикле засасывани  металла в камеру. 65 00

Description

1 Изобретение относитс  к черно11 |металлургии, конкретнее к способам внепечного вакуумировани  жидкой стали. Известен способ дегазации жидкого металла, в особенности железа и стали, путем многократного переме щени  части металла из сталеразливочного ковша в наход щуюс  над ков шом вакуумную камеру по погруженном в ковш футерованному патрубку камер Управление подъемом и сливом металл из ва,куумной камеры осуществл етс  за счет периодического изменени  от носительно положени  камеры и ковша что достигаетс  циклическим качанием камеры или ковша i1 . Недостатком данного способа  вл етс  пониженна  эффективность дегазации при обработке полностью раски ленной стали, из-за чего требуетс  значительно удлин ть продолжительно обработки. Известен другой способ порционной обработки, при котором дл  интенсифи кации процессов дегазации и обезугле роживани  обрабатываемый расгатав под вергают продувке инертным газом или его смесью с кислородом через форму размещенную в днище вакуумной камеры |причем в процессе обработки уровень металла в камере поддерживаетс в пределах 1/3-1/2 максимального дл  обеспечени  услови  посто нного заглубленного состо ни  продувочной формы 2 . Недостатками этого способа  вл ютс  необходимость конструктивного усложнени , оборудовани  с неизбежным снижением стойкости футеровки днища камеры, неприемлемость продувки раскисленного металла окислительным газом и вынужденное уменьшение засасываемой порции металла ,в , привод щее к удлинению цикла обработки (дл  той же кратности реци кул ции) на 50-100%. . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  спо соб порционной вакуумной обработки стали, включающий многократное повторение полуциклов засасьгоани  части металла из сталеразливочного ковша в вакуумную камеру и обратного ег слива в ковш и подачу газа в рабочее пространство камеры З . Недостатками известного способа  вл ютс  опасность возникновени  682 сквозного газового потока в патрубке вакуумной камеры, замедл ющего маесообмен обрабатываемого металла между камерой и ковшом, и, как следствие, удлинение процесса дегазаций, чрезMep ioe охлаждение металла и т.п., а также ненадежность метода подвода газа в силу возможного ошлаковани  порис той формц. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности и надежности дегазации раскисленной стали при одновременном сокращении длительности вакуумной обработки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу порционной вакуумной обработки стали, включающему многократное повторение полуциклов засасывани  части металла из сталеразливочного ковша в вакуумную камеру и обратного его слива в ковш и подачу газа в рабочее пространство камеры, во врем  полуцикла слива металла в ковщ в полости вакуумной камеры повьш1ают давление от 0,5-5,0 до 5-50 мм рт.ст. путем дозированной периодической подачи газа при его расходе 50-350 нл/с с последующим уменьшением давлени  в полуцикле засасывани  в 8-10 раз. I. . . . Причем в вакуумную камеру осуществл ют периодическую подачу азота из системы напуска инертного газа в камеру . При этом повьшдение давлени  в камере обеспечивают периодическим дросселированием вакуум-провода, прикрыва  главную вакуумную задвижку в полуцикле слива и открыва  ее полностью в полуцикле засасывани  металла в камеру . Согласно способу обеспечивают резкое снижение давлени  над засасываемой порцией металла в каждом цикле процесса. Этот прием в случае обработки раскисленной стали компенсирует отсутствие газоВьщелени  из металла за счет развити  реакции обезуглероживани , характерного дл  вакуумировани  нераскисленной стали. При этом срабатывает эффект ударного сн ти  физического давлени , когда становитс  возможным самопроизвольное вскипание обрабатываемой порции металла за счет автокаталитического выделени  водорода, растворенного в металле, что  вл етс  основной целью рассматриваемого процесса вакуумировани . .

Экспериментальным путем установлено , что дл  оптимального течени  процесса дегазации (энергичное кипение металла в вакуумной, камере без чрезмерного его разбрызгивани ) требуетс  уменьшение давлени  в 8-10 раз в рамках каждого цикла обработки. Согласно полученным результатам, при снижении давлени  в процессе обработки очередной порции меньше, чем в 8 раз, эффективность дегазации не реализуетс  в полной мере, в то врем  как при более, чем 10-кратном снижении давлени  интенсивность разбрызгивани - недопустимо возрастает, создава  опасность вывода из стро  технологическо1 о оборудовани . Кроме того, экспериментально проверен прием дросселировани  вакуум-провода в полуцик- ле слива, который по своему воздействию оказалс  эквивалентным дозированному напуску газа в систему. Подбира  степень дросселировани  вакуумпровода прикрытием задвижки в момент слива металла, можно обеспечить необходимый рост давлени  в камере в 8-10 раз, после чего с началом нового полуцикла засасывани  очередной порции металла задвижку вновь полностью открывают, создава  тем самым указанный ударный эффект сн ти  физического давлени .

По достижении в вакуумной камере давлени  в пределах 0,5-5,0 мм рт.ст начинают подавать в камеру инертньш газ до получени  к моменту начала засасывани  очередной порции металла давлени , в 10 раз превосход щего исходное. Такие услови  обеспечиваютс  при подаче в камеру газа с расходом 50-350 нл/с соответственно.

Использование предлагаемого способа при давлени х более 5 мм рт.ст. возможно, но должно реализоватьс  с меньшей степенью уменьшени  давлени , что объ сн етс  необходимостью поддержани  оптимального режима работы пароэжекторного насоса. Дл  обеспечени  наибольшей эффективности удалени  водорода целесообразно вести процесс при минимальном давлении.

Таким образом, последовательность операций при порционном вакуумировании раскисленной стали следующа . После установки сталеразливочного ковша с металлом на стенде вакууматора патрубок камеры погр -жают в металл и начинают обработку по традиционной технологии. По достгокении давлени  в камере в пределах 0,55 ,0 мм рт.ст. переход т на режим интенсификации дегазации путем дозированной подачи инертного газа в вакуумную камеру в полуцикле слива металла с расходом 50-350 нл/с. В завиСимости от исходного и заданного уровней содержани  водорода в металле в интенсивном режиме провод т 1025 циклов обработки. Затем осуществл ют корректировку химсостава в соответ ствии с результатами химанализа пробы металла до вакуумировани  и заданным химсоставом металла. После корректировки состава вакуумную обработку заканчивают и передают ковш

с металлом на разливку.

Пример 1. Сталь марки 20ХН4ВА после ее раскислени  и десульфации обрабатывают в 100 тонном

сталеразливочном ковше на порционном вакууматорег. Первые 9 циклов обработки провод т без интенсификации. На 10-м цикле достигнуто давление 4,8 мм рт.ст. Начинают периодически

подавать в камеру в каждом -полуцикле слива азот из системы напуска с расходом 300-320 нл/с. В таком режиме ведут обработку до 26 цикла, затем подачу азота прекращают и в течение последуюйшх 9 циклов присаживают расчетное количество корректирующих добавок . На 35 цикле обработку прекращают . Содержание водорода в металле уменьшилось с 6,5 до 2,4 см VI00 г.

Пример 2. Сталь марки 40Х в раскисленном состо нии обрабатывают в 100-тонном сталеразливочном ковше на порционном накууматоре. Первые 13 циклов провод т без интенсификации . На 14 цикле достигнуто давление 1,9 мм рт.ст. Начинают периодически подавать в камеру в каждом полуцикле слива азот из системы напуска с расходом 120-130 нл/с. В таком режиме продолжают обработку до 30 циклов, затем подачу азота прекращают и в течение последующих шести циклов присаживают расчетное количество корректирующих добавок. На 36 цикле обработку прекращают. За врем  обработки содержание водорода в металле уменьшилось с 7,3 до 2,1 см /100 г. Пример 3. Сталь марки 6ОС2А в раскисленном состо нии обрабатывают в 100-тонном сталеразливочном ковше на порционном вакууматоре. Первые 15 циклов провод т без интенсификации . На 16 цикле достигнуто давление 0,7 мм рт.ст. Начинают периодически подавать в камеру в каждом полуцикле слива азот из системы напуска с расходом 65-80 нл/с. В таком режиме продолжают обработку до 28 цикла, затем подачу азота прекращают и в течение последующих 4 циклов перемешивают металл. На 32 цикле обработку прекращают . За врем  обработки содержание водорода в металле уменьшилось с 5,5 до 1,6 г. Технико-экономическа  эффективность изобретени  заключаетс  в сни11 8 жении конечного содержани  водорода , как следствие сокращении в стали и, расходов на термообработку, сокращении продолжительности обработки стали под вакуумом и за счет этого умень шение текущих расходов по вакуумированию (расход огнеупоров, электродов , сменного инвентар  и т.п.). Применение изобретени  позвол ет уменьщить конечное содержание водорода на 0,5 см /100 г, что в пересчете эквивалентно уменьшению длительности термообработки и затрат на нее на 3,5 руб./т. При производстве 100 тыс.т/ в год флокеночувствительных сталей в раскисленном состо нии экономический эффект от использовани  составл ет 350 тыс. руб. в год.

Claims (3)

1. СПОСОБ ПОРЦИОННОЙ ВАКУУМНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ, включающий многократное повторение полуциклов засасывания части металла из сталеразливочного ковша в вакуумную камеру и обратного его слива в ковш и подачу газа в рабочее пространство камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности дегазации раскиленной стали при одновременном сокращении длительности вакуумной обработки, во время полуцикла слива металла в ковш в полости вакуумной камеры повышают давление от 0,5-5,0 до 5-50 мм рт.ст. путем дозированной периодической подачи газа при его расходе 50-350 нл/с последующим уменьшением давления в полуцикле засасывания в 8-1Q раз.

2. Способ поп. 1, отличающийся тем, что в вакуумную каме ру осуществляют периодическую подачу азота из системы напуска инертного газа в камеру.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что повышение давления в камере обеспечивают периодическим дросселированием вакуум-провода, прикрывая главную вакуумную за движку в полуцикле слива и открывая ее полностью в полуцикле засасывания металла в камеру.