SU1211305A1 - Способ раскислени и легировани стали - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металургии , а именно к производству стали.

Цель изобретени  - снижение расхода ферросплавов и более равномерное распределение добавок в объеме металла.

Предлагаемый способ осуществл т следующим образомi

Дл  данных условий производства наход т расчетным путем значение еличин, вход щих в уравнение

hf -H«-H +(Kv+Kj)mt,

О

где hf - рассто ние между верхним сечением приемного ковша и уровнем истечени  металла в момент временив , MJ

(Ho+ho+0,8HK),

де g - ускорение силы т жести,

HO напор металла в печи (верх- i нем ковше) перед началом вьшуска металла, м$

hff - рассто ние от уровн  истечени  струи металла до верхнего сечени  приемного ковша в момент начала выпуска стали, ,1-1,0 м;

HK - высота рабочей части ковша , м$

О,8 - коэффициент,, определ емый уровнем металла в ковше в начальный период ввода присадок;

.

К, - коэффициент пропорциональности в уравнении зависимос- ; ти массы металла в ковше . mf от высоты налива металла л в ковше h(i,,(,(,,() определ етс  расчетом на основани  геометрических размеров ковша и плотности жидкой стали или экспериментальным путем, K, 1/S-.F,

где S и р - площадь среднего сечени  ванны шш поверхности металла в ковше (м) и плотность жидкой стали (кг/м ) соответственно. По полученному уравнению стро т график зависимости

h|. Y(mt) .

Приемный ковш соедин ют с тензо- метрическим устройством и устанавливают под желобом (или верхним ковшом ) на рассто нии ,l-l,0 м. Выпускают сталь из печи или сливают из верхнего ковша, наполн   нижний ковш на 1/5 его высоты, а затем начинают равномерно присаживать твердые добавки, одновременно перемеща 

нижнюю или верхнюю емкость с металлом , поддержива  заданное дл  данн:ых условий соотношение ht.f(nit) в соответствии с графиком или таблицей до конца ввода присадок, что

обеспечивает посто нство заданного значени  удельной кинетической энергии впадающей струи. Распределение добавок в объеме металла зависит от интенсивности перемешивани  металла в ковше и от характера циркул ционных потоков в объеме металла . Интенсивность перемешивани  определ етс  величиной кинетической

энергии струи падающего металла при наполнении ковша и может быть найдена из формулы

(), (l)

где m - масса металла, истекающего

из верхней емкости; g. - ускорение силы т жести , Н - суммарный напор вытекающего металла из печи (или верхнего ковша ; Н - напор металла в печи (или

верхнем ковше; )«

Н. - высота свободного падени . Откуда приведенна  удельна  кинетическа  энерги 

W,

W

«г

- (H,+Hi).

m

(2)

45

Высоту падени  струи металла можно определить из выражени 

, (3)

где h - рассто ние от желоба (уровн  истечени  струи метал- лау до верхнего сечени 

приемного ковша; Н - высота ковша; мк высота: металла в ковше от

дна до поверхности. Уровень металла в печи (или верхнем ковше) можно выразить через начальный уровень металла в печи HO перед выпуском и массу выпу

щенного металла m к данному моменту времени

tfi n

-г ;

m t

H|,HO- Ho-K,-inj.., где VfЦf - объем металла выпущенного

из печи к моменту времени ;

S - площадь среднего сечени  ванны;

Я - плотность жидкой стали;

4-р - посто нна  величина дл  данной печи ( или ковша) . Массу выпущенного металла из печи можно выразить через высоту металла в ковше в данный момент времени hj,,,. Объем металла в ковше в данный момент времени равен

%() (5)

где R-f - радиус поверхности металла в ковше в момент времени t

т - радиус донной части ковша. Вьфазив (j( (6) и подставив (6) в уравнение С5), получают

,+rSh,+3r) (Т)

Подставив (т) и (it) получают ,- (Хк- гйЬ мк+З/Ь,,,) (8)

Тогда 4,((hHK). (9)

При осуществлении предлагаемого способа раскислени  ввод присадок производ т при посто нной удельной энергии струи, котора  оказывае с  к тому же максимальной дл  данных производственных условий, что позвол ет увеличить интенсивность перемешивани  по сравнению с известным способом в 1,44-1,74 раза. В результате глубина проникновени  стру в металл уменьшаетс  и вводимые добавки попадают в зону интенсивного перемешивани  с новыми более гор чими порци ми поступающего в ковш металла, что приводит к быстрому раплавлению раскислителей и растворению их в металле,а следовательно.

т и с

1211305

к более полному их усвоению. При этом увеличение удельной кинетической энергии струи более W(Ho+ +1,0+0,8Нк) приводит к смещению

5 падающей струи к стенке ковша, к локальному воздействию потоков металла на футеровку и снижению степени усвоени  раскислителей. Уменьшение удельной энергии струи менее Wyjf

О ,1+0,8Н.ц не обеспечивает равномерного распределени  присадок в объеме металла.

Предлагаемый способ опробован в услови х мартеновского цеха.

5 Перед выпуском из мартеновской печи садкой 450 т рельсовую сталь раскисл ют в печи FeMn в Количестве 7 кг/т стали, что составл ет на 10,8 кг/т меньше, чем при исполь20 зовании известного способа-прототипа . Приемный ковш соедин ют с тензо- метрическим устройством и устанавливают под желобом на рассто нии Ь,0,2 м (от дна желоба до верха

25 ковша. Ковш емкостью 230 т наполн ют металлом на 1/5 его высоты (0,84 м от дна ковша)и начинают равномерно присаживать раскислите- ли SiMn и FeSi в количестве 6 и

30. 3 кг/т стали соответственно , поддержива  посто нной удельную энер- гию струи, равную (9)

W4,,81 ,1+0,2+4,2-0,84) 45,7 Дж/кг

j В расход раскислителей составл ет на 2,8 кг/т стали меньше , чем при раскислении согласно

известному способу.

Дл  поддержани  посто нной

40 удельной энергии струи решают урав-. нение (7), определ   (lif,) дл  данных условий: f 7 т/м ; ,0196|i 1,58 м; 54,05-Ь„ц (lOj,- откуда ,0185 mf- (11).

45 Подставл   (I1) в (9), наход т

Wsj g(H,-K,m-t+ht+H -0,0185 m) (l2)

Из уравнени  (12) наход т рассто ние между дном желоба и верхом 50 ковша

W

h (0,0024+0,0185)

га

5

h -Н,-Нк+0,0209 т7(13)

55S

И, обеспечива 

W,,,7 Дж/кг const

,6415+0,0209 m.t- (14)

no уравнению (14) стро т пр мую зависимости (mj-).

В производственных услови х в соответствии с показател ми тен- зометрического датчика, завис щими от т, опускают ковш с металлом измен   hf от 0,2 до 1,66 м (наличие кессона глубиной I м позвол ет измен ть hj-до 2-2,5 м).

Регулировку рассто ни  между верхним сечением приемного ковша и уровнем истечени  металла (h J-) производ т также опусканием ковша в соответствии с изменением в нем уровн  металла, использу  уравнение (9; ;

ht

Was

-Hp-H +h +K,f(hM)5; (15)

t Ttf ,13h,

,64+l,. /

(16}

В начальный момент ввода присадок при ,84 м величина hf составл ет 0,3 м, а к концу присадок ,1 M,hf l,7 м.

Присадку раскислителей (SiMn и FeSi) заканчивают при наполнени ковша металлом на 1/2 его высоты от дна (2,1 м) и опускание ковша прекращают.

После окончани  присадки твердых добавок удельна  энерги  па- дакщей струи уменьшаетс  с 45,7 до 22,3 при наполнении первого

Редактор С.Лисина Заказ 612/32

Составитель И.Олесеюк

Техред С.Мигуновй Корректор А.Т ско

Тираж 552Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

ковша металлом и до 17,8 Дж/кг при наполнении второго ковша

Wyg (1)9,81(1,1-0,55+1,72)-: -22,3 Дж/кг

(2)9,81(0,1+1,72)17,8 Дж/кг.

При этом средн   кинети еска  энер- энерги  при наполнении первого и

второго ковшей составл ет соответственно 34,0 и 31,8 Дж/кг, что в 2,2 раза превьш1ает значени  средней кинетической энергии при раскислении согласно известному способу.

Распределение кремни  и марганца в слитках рельсовой стали оказыва- . етс  более равномерным, чем при использовании известного способа-прототипа при снижении расхода ферро-т

сгшавов на 2,8 кг/т стали. При необходимости увеличени  количества . твердых добавок можно производить их присадку при большем значении ho до 1 rt. Дп  этих целей необходиМО предусмотреть под ковшом изготовление кессона соответствующей глубины. При переливе из ковша в ковш регулируют hf подъемом верхнего ковша и изменением массы истекающего из него металла.

Применение предлагаемого способа дл  раскислени  рельсовой стали, имеющей на выпуске 1560-1590 с, позвол ет увеличить присадки ферросплавов в ковш на 6 кг/т стали по

сравнению с прототипом, снизить рас-, ход раскислителей на 1,8-2,4 кг/т стали, обеспечить более равномерное распределение добавок в объеме металла и получить готовую сталь данного химсостава W.

Claims (1)

1. СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ, включающий присадку твердых добавок в ковш при наполнении его металлом с использованием для перемешивания металла в ковше кинетической энергии падающей струи, отличающийс я тем, что, с целью снижения расхода ферросплавов и более равномерного распределения добавок в объеме металла, в период ввода раскислителей и легирующих пере мешивание металла осуществляют с постоянной удельной кинетической энергией W_gj падающей струи « путем дополнительного перемещения верхней или нижней емкости с металлом w_4g =^(^+^+0,8¾) где g - ускорение силы тяжести, м/с²··

   Но - напор металла в печи (верхнем ковше) перед выпуском (сливом) металла,м· h₆ - расстояние от уровня истечения струи металла до верхнего основания приемного ковша в момент начала выпуска стали, h_o = =0,1-1,0 мм;

   - высота рабочей части ковша, м;

   0,8 - коэффициент, определяемый уровнем металла в ковше в начальный момёнт ввода присадок.

   SU ,..,1211305

   I2l1305