SU1447874A1

SU1447874A1 - Способ внепечной обработки жидкого металла в ковше

Info

Publication number: SU1447874A1
Application number: SU864117082A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Шиш; Леонид Викторович Рубин; Константин Григорьевич Носов; Игорь Дмитриевич Нагаевский; Виктор Александрович Махницкий; Юрий Иванович Гладилин; Алексей Ильич Яремчук; Сергей Владимирович Лепорский; Игорь Вячеславович Куликов; Вячеслав Дмитриевич Клименко; Виктор Маркович Стремовский; Сергей Сергеевич Бродский; Леонид Григорьевич Волков
Original assignee: Днепродзержинский Индустриальный Институт Им.Арсеничева; Производственное Объединение "Ждановтяжмаш"
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1988-12-30

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии и может быть использовано при раскислении, легировании, рафинировании и других видах внепеч- ной обработку расплавленного металла . Цель изобретени - повышение эффективности обработки металла путем сокращени ее продолжительности аэрации поверхности металла и увеличени степени усвоени реагентов. Способ внепечной обработки жидкого металла в ковше включает периодическое заполнение металлом погруженной в ковш камеры, вытеснение металла из нее путем изменени давлени , подачу в камеру с металлом реагентов. Реагенты подают в металл при его опускании в камере со скоростью ,27d- -0,25 и не превышают скорость опускани металла с всплесками, равную W « h 4-0,54d/0,21 , м/с, где d - внутренний диаметр камеры, и; h - высота подъема всплеска поверхностью металла,м. с S (О

Description

li

00

ч

4

Изобретение относитс к черной металлургии и может быть использовано при раскислении, легировании, рафинировании и других видах вне- печной обработки расплавленного металла ,

Цель изобретени - повышение эффективности обработки металла путем сокращени ее продолжительности, д аэрации поверхности металла и увеличени степени усвоени реагентов.

Подача реагентов в камеру, особенно порошкообразных, во врем опускани металла обеспечивает максималь- 5 ную степень их усвоени . В этих ус- ловни х газ, за счет которого повышаетс давление в камере дл вытеснени металла, нагнетают в камеру.

камеры. Скорость движени кумул тивной струи (всплеска) вверх значительно превьшает скорость подъема металла в камере. По этой причине высота подъема всплеска, возникающего при нижнем положении металла в камере , уже в начале его подъема достигает максимальной величины Затем всплеск движетс вниз навстречу поднимающемус металлу. При опускании металла в камере с предлагаемой скоростью

W 6,27d -0,25

наход щийс , на поверхности металла реагент полностью покрьюаетс падающим на него сверху жидким металлом (всплеском) и увлекаетс им вглубь когда она не соединена с атмосферой, 20 металлического расплава, что способ- вследствие чего реагенты не вынос т- ствует ускорению растворени реаген- с иэ нее. Кроме того, при таком спо- та и повьшению степени его усвоени .

W 6,27d -0,25

собе ввода реагентов направление их движени и газа совпадают. В результате реагенты движутс к металлу с большей скоростью, чем при подаче во встречный поток газа, что приводит к увеличению глубины проникновени в металл реагентов, плотность которых меньше гглотности металла, а это в свою очередь также повьш1ает стпень их усвоени .

Экспериментально установлено, что при опускании металла в камере на ег поверхности возникают движущиес в диаметральном направлении волны, длина которых больше внутреннего диаметра камеры, а период соизмерим со временем опускани металла в ней. Крутизна и высота волн по мере движени металла вниз возрастают. При определенной скорости опускани металла , когда он в камере достигает нижнего положени , в подошве волны образуетс открыта газова полость со сферическим основанием. В момент изменени направлени движени металла полость заполн етс им, вследствие чего формируетс направленна вверх кумул тивна металлическа стру , поднимающа с в виде всплеска над поверхностью металла. С увеличением глубины полости, котора возрастает при повьш ении скорост опускани металла в камере, высота всплеска также увеличиваетс . К этому же-приводит и увеличение поперечного размера полости, возрастающего с увеличением внутреннего диаметра

Кроме того, при такой скорости опускани металла погружение всплеска в металл приводит к его аэрации, т.е. к замешиванию в металле газа с образованием пены, В результате плотность поверхностных слоев металла уменьшаетс , что приводит к погружению реагента в металл на большую глубину , чем в услови х работы без всплеска , а это в свою очередь также обуславливает повьш1ение скорости растворени реагента и степени его усвоени металлом.

При опускании металла в камере со скоростью меньшей, предлагаемой нижний предел которой дл камеры внутренним, диаметром, например 0,6м составл ет.

W 6,27-0,6-0,25 3,5 м ,

размеры образующихс всплесков и мест са выносимого ими металла недостаточны дл полного покрыти материалов на поверхности металла и его аэрации, вследствие чего реагенты с плотностью меньшей плотности обрабатываемого металла не погружаютс полно- . стью в него. Это вызьшает увеличение времени пребьшани реагентов в камере, обуславливающее снижение производительности процесса обработки металла, а также ведет к уменьшению степени их усвоени .

Обработка металла при его опускании в камере внутренним диаметром 0,6 м с известной скоростью, состав3

л ющей 0,1-1 м/с, протекает без всплесков и аэрации поверхности.

С увеличением скорости опускани металла в камере высота подъема всплесков возрастает, В результате всплески могут достичь металлокон- струкций и механизмов устройства (клапанов, дозаторов и др.) дл обработки металла, располагаемых над камерой и не защищенных футеровкой , что приводит к их заметаллива- нию и выходу из стро . Чтобы исключить это, всплески не должны подниматьс вьше верхнего конца камеры , что достигаетс за счет ограничени скорости опускани металла в ней, которую определ ют из эмпирического соотношени

,т / h + О

у-оТ

,54d

21

приравн в высоту подъема всплесков длине участка камеры, расположенного над уровнем металла, когда он занимает в камере крайнее нижнее положение . Вместе с тем с увеличением высоты подъема всплесков возрастает энерги их взаимодействи с металлом и, следовательно, улучшаетс замешивание в нем реагента. Поэтому чтобы гарантийно исключить попадание всплесков на металлоконструкции и механизмы устройства и одновременно обеспечить высокие скорость растворени и степень усвоени реагентов металлом, его опускают в камере со скоростью, равной сумме значений нижнего предлагаемого предела скорости и 50-80% от разности между верхним и нижним предлагаемыми ее пределами, т.е. оптимальна скорость опускани металла составл ет

W

6,27d -0,25 + fflf -(6.27а-0.25,

Рациональна глубина изменени уровн металла в камере составл ет 2-10 ее внутренних диаметров (калибров ) при погружении камеры в ковш с металлом на 2,5-10,5 калиброр.

Уменьшение уровн металла в камере ниже указанных пределов не позвол ет достичь такой крутизны диаметрально движущейс волны, при которой в ее подошве образуетс сфериче

,

4478744

1 ски выпукла вниз гавова полость,

обуславливающа возникновение кумул тивного всплеска, что резко снижает эффективность способа. Увели- чение этого уровн вьшге указанных пределов ведет к существенному повышению продолжительности опускани металла в ней, т.е. к снижению про- Q изводительности процесса обработки металла в ковше. Кроме того, в этом случае увеличиваетс врем пребьша- ни материалов в камере, что может привести к переохлаждению металла в g камере с образованием на ее стенах настьшей.

Оптимальное изменение уровн металла в камере находитс в пределах 2,5-4 калибра. Обработка металла при 2Q его опускании в кагмере меньше чем. на 2,5 калибра, протекает с нестабильным образованием кумул тивных всплесков вследствие различных случайных факторов, оказывающих вли - 25 ние на форму и размеры сферической полости, из которой они возникают. В результате усвоение реагентов металлом происходит также нестабильно, что снижает эффективность предлага- 3Q емого способа, Превьш1ение указанного уровн (более чем на 4 калибра) су- . щественно не увеличивает скорость и степень усвоени реагентов металлом.

Анализ материалов, обработанных известными способами показьюает, что предлагаемое техническое решение отвечает критерию существенные отличи .

Пример. В 250-тонном стале- .j .разливочном ковше обрабатывают сталь 09Г2, содержание в которой серы после полного раскислени составл ет 0,034%.

Камеру внутренним диаметром 0,6 м и высотой 4 м погружают в расплав, лс наход щийс в сталеразливочном ковше , на глубину 2,1 м (3,5 калибра), обеспечива изменение уровн металла в камере в пределах 1,8м (3 калибра ) за счет периодического повьште- CQ ни и уменьшени давлени азота в

диапазоне 0,1-0,227 МПа. Длина участка камеры, расположенного над уровнем металла, когда он занимает в камере крайнее нижнее положение,.равна

55

4 -(2,1-1,8) 3,7 м ,

Скорость опускани металла в камере , превьш1ающа нижний предлагавмый предел на 60% от разности между верхним и нижним ее пределами дл используемой камеры, составл ет

/Т, 7+0,54.0,6

60 100

4,03 м/с.

Скорость подъема металла в ней равна I м/с. Во врем опускани металла в камере на его поверхность подают в порошкообразном виде (фракцией меньше 1 мм) шлакообразующую смесь, состо щую из 75% извести и 25% плавикового шпата. Maccf одной порции смеси, вводимой в камеру за каждый цикл движени металла, составл ет 5 кг при удельном ее расходе 2 кг/т обрабатьшаемой стали. Продолжительность обработки составл ет 4,5 мин.

В результате обработки содержание серы в стали снизилось до 0,010%, т.е. степень десульфурации металла составл ет 70%. Температура металла в ковше за врем обработки уменьши: - лась на . Нар ду с этим улучшились механические.характеристики металла .

По сравнению с базовьм объектом, в качестве которого использован прототип , предлагаемое техническое решение обеспечивает снижение расхода шлакообразующей рафинирующей смеси на 20-27%, сокращение продолжительности обработки металла в сталеразли вочном ковше на 3-5 мин и уменьшение

падени температуры металла на врем обработки на . Последнее позвол ет снизить температуру металла

при вьтуске из сталеплавильного агрегата на такую же величину. В кислородном конвертере это можно достичь за счет увеличени расхода металлолома в шихте плавки на 3,04 ,2 кг/т стали при соответствующем снижении расхода жидкого чугуна.

Claims

Формула изобретени

Способ внепечной обработки жидко- го металла в ковше, включающий периодическое заполнение металлом погруженной в ковш камеры, вытеснение металла из нее путем изменени давлени , подачу в камеру с металлом реагентов,. отличающийс тем, что, с целью повьш1ени эффективности обработки .металла путем сокращени ее продолжительности, аэрации поверхно-- сти металла и увеличени степени ус- воени реагентов, последние подают в металл при его опускании в камере со скоростью W

W7/6,27d - 0,25,,

но не превышают скорость опускани металла с всплесками, равную

|h +0, S 0,21

,54d

(М/с

35

где d - внутренний диаметр камеры,м) h - высота подъема всплеска над поверхностью металла, м.