SU1726528A1 - Способ обработки расплавов чугуна порошкообразными реагентами - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при обработке расплавов чугуна. Сущность изобретени : предложенный способ обработки расплава чугуна порошкообразными реагентами включает выпуск расплава из плавильного агрегата на желоб, разделение струи металла на два или более парных потоков , закручивание их вдоль оси движени  расплава во взаимопротивоположных направлени х , подачу порошкообразных реагентов в полости, образующиес  между парой вращающихс  в сторону дна желоба потоков, соединение потоков в одну струю, закручивание ее в любом направлении вокруг оси подачи металла и последующий перелив металла в ковш. Использование в предложенном способе приема разделени  струи, закручивани  потоков перед подачей порошков реагентов, а также последую-, щее соединение потоков в одну струю перед выпуском в ковш позволило повысить степень усвоени  углеродного реагента на 40%. 1 табл., 3 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , а именно к способам и устройствам дл  металлургической обработки жидкого- чугуна, например науглероживающими добавками . J

Известны различные способы и устройства дл  ввода добавок в жидкий чугун. Главна  трудность металлургической обработки жидкого чугуна заключаетс  в том, что углеродные реагенты, как правило, трудно ввод тс  в весь объем металла. Это объ сн етс  тем, что добавки имеют меньший удельный вес, чем жидкий металл. В св зи с этим реагенты, как правило, распредел ютс  в основном по поверхности металла, коэффициент их усвоени  металлом низок (40-50%). С целью устранени  этого недостатка используют различные сложные и дорогосто щие устройства.

Известны устройства дл  рафинировани  чугуна в ковше. Известны ковши с пористой пробкой в дне, с мешалкой, поворотные ковши.

Недостатком этих ковшей  вл етс  сложность устройства, необходимость применени  вспомогательного оборудовани , потери температуры металла при обработке , низкий коэффициент усвоени  добавок.

Известно устройство (автоклав) дл  металлургической обработки расплава магнием .

Недостатком устройства  вл етс  сложность конструкции.

Известен способ обработки жидкого металла добавками, выполненными в виде

VI

N) О

сл

ю

00

проволоки (CQ-процесс). Согласно этому способу модифицирующую проволоку ввод т в заливочную чашу литейной формы под струю заливаемого металла. Материал под действием жидкого металла раствор етс  в жидком металле и проводит его металлургическую обработку. Недостатком способа  вл етс  низка  степень усвоени  добавок (50-60%), что объ сн етс  незначительным временем контакта проволоки и струи металла в единицу времени.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ обработки чугуна на желобе вагранки. Устройство состоит из дозатора и желоба. Добавки из дозатора поступают на струю металла и затем поступают в ковш, где производитс  металлургическа  обработка расплава . Способ прост в осуществлении, широко примен етс  в литейном производстве и металлургии. Однако существенным недостатком способа  вл етс  низка  степень усвоени  реагентов (40-50%). Реагенты в основном скап-ливаютс  на поверхности металла в ковше и оказывают незначительное воздействие на металл. Расход реагентов велик, эффективность способа незначительна . При использовании порошкообразных реагентов степень усвоени  еще более снижаетс .

Целью изобретени   вл етс  увеличение степени усвоени  углеродного реагента при науглероживании чугуна путем разработки нового способа и устройства дл  ввода добавок в жидкий чугун.

Изобретение осуществл етс  на желобе плавильного агрегата. С целью осуществлени  способа желоб агрегата оборудуетс  некоторыми дополнительными простейшими приспособлени ми.

На фиг. 1 и 2 изображено устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 1.

Устройство состоит из обычного желоба 1 плавильного агрегата (вагранки, доменной печи, дуговой печи и т.д.), в котором смонтированы две перегородки 2 и 3. Над желобом установлен бункер 4 с порошкообразными реагентами дл  обработки расплава. В перегородке 2 выполнены два или более канала 4 (четное количество), в перегородке 3 - один канал 5. Внутренн   поверхность всех каналов выполнена в виде винтового профил  или снабжена винтовыми лопатками, служащими дл  закручивани  струи.жидко- го металла. Закручивание струй производитс  во взаимопротивоположных направлени х. Подача реагентов осуществл етс  в районе перегородки 2 из бункера 6 в пространство между потоками металла,

попарно вращающимис  в сторону дна желоба . В перегородке 2 имеетс  сливна  летка 7 дл  слива остатков металла.

Способ осуществл ют следующим образом .

Жидкий чугун выпускают из металлической летки плавильного агрегата в виде отдельной струи. Далее металл поступает в каналы 4 перегородки 2. В этих каналах бла0 годар  наличию в них винтового профил  (или нарезов) жидкий металл закручиваетс , причем направлени  закручивани  двух соседних струй выдерживают взаимно противоположными . На выходе из каналов 4

5 жидкий металл раздел етс  на несколько закрученных потоков. На некотором рассто нии от перегородки потоки металла сначала идут параллельно друг другу, а затем сливаютс  в одну струю, котора  представ0 л ет из себ  турбулизированный, перемешанный поток металла.

Далее упом нута  стру  металла поступает в канал 5 перегородки 3, где вторично закручиваетс  в любом направлении. Закру5 ченный поток затем поступает в ковш.

Подачу реагента производ т за перегородкой 2 после разделени  струи металла на отдельные потоки.и их закручивани . Наиболее целесообразно место подачи реаген0 тов-между двум  соседними закрученными потоками, попарно вращающимис  в сторону дна желоба. Подача реагентов таким образом осуществл етс  при двух потоках - в одном месте между потоками, при четырех

5 потоках - в двух местах и т.д.

При использовании предлагаемого способа происходит следующее. При подаче реагента между вращающихс  струй частицы реагента захватываютс  вращающимс  ме0 таллом обеих соседних струй и вовлекаютс  вглубь металла в промежуток между стру ми , Далее происходит интенсивна  обработка металла в стру х реагентами.

5 Обработка продолжаетс  затем в одной струе, представл ющей турбулизированный , перемешанный поток металла и распределенного внутри потока реагента. Дальнейша  обработка металла в струе продолжаетс  в канале 5 перегородки 3, где

0 поток дополнительно закручиваетс , турбу- лизируетс , перемешиваетс . Окончательна  обработка достигаетс  в ковше, где проходит окончание реакции между.метал- лом и реагентом.

5 Таким образом, в результате использовани  способа достигаетс  соблюдением условий дл  эффективного протекани  химико-металлургических процессов обработки расплавов. Эффективность упом нутых процессов зависит от температуры расплава , времени контакта металла и реагента, величины поверхности их контакта, условий перемешивани  металла и реагента, коэффициента диффузии и т.д.

Рассмотрим, как соблюдаютс  эти услови  в изобретении.

Iэтап. Подача реагента. При подаче реагента между вращающимис  стру ми происходит моментальный захват частиц реагента вращающимс  металлом и распределение их в толще металла, что обеспечивает максимальную поверхность контакта металла и реагента. Вращение струй обеспечивает интенсивное перемешивание металла в поперечном направлении, а поступательное движение металла - интенсивное перемешивание в продольном направлении . Кроме того, частицы реагента и капли металла благодар  вращению металла реагируют между собой в течение более длительного времени (по сравнению с обычной струей металла). Все сказанное приводит к интенсификации процесса, увеличению коэффициента диффузии, а следовательно , к увеличению степени усвоени  реагента жидким металлом.

IIэтап. Обработка металла в струе до перегородки 3. На этом участке отдельные струи соедин ютс  в одну струю, котора  представл ет из себ  турбулизированный хорошо перемешиваемый поток, в котором внутри распределены частицы реагента, наход щиес  также в интенсивном хаотическом движении относительно металла. Все сказанное способствует увеличению времени и поверхности контакта металла и реагента , а следовательно, увеличению степени усвоени  реагента.

IIIэтап. Обработка металла в струе после перегородки 3, После перегородки 3 стру  металла дополнительно закручиваетс , в результате чего она еще более турбу- лизируетс , перемешиваетс , в результате чего процесс обработки интенсифицируетс .

IVэтап. Обработка металла в ковше. В ковш поступает закрученна  стру  металла. Стру , воздейству  на металл в ковше, приводит во вращение всю массу металла в ковше, в результате чего окончательные реакции в ковше также протекают интенсивнее . Кроме того, описанное способствуют выравниванию состава металла в ковше.

Пример. Расплав с целью науглероживани  обрабатывают порошкообразным черным графитом на желобе экспериментальной вагранки 0,5 т/ч. Желоб оборудован

приспособлени ми дл  разделени  струи и ее закручивани . В качестве расплава использовали чугун с содержанием углерода 3,0%, кремни  1,5%, марганца 0,6%. Емкость ковша 50 кг. После слива чугуна из

летки диаметром 10 мм и его обработки чугун выдерживали в ковше в 3 мин (без дополнительного перемешивани ). Вес карбюризатора составл л 0,1 кг. Дл  сравнени  проводили науглероживание обычным способом - подачей реагента сверху на свободновытекающую струю (опыты были проведены ранее).

Сравнительные данные представлены в таблице.

Таким образом, степень усвоени  реагента увеличиваетс  в 1,9 раза, что позвол ет судить об эффективности предложенного способа.

По сравнению с прототипом достигаетс  увеличение степени усвоени  реагентов на 30-40% снижаетс  расход реагентов (в 1,5-2 раза) на тонну чугуна,снижаютс  затраты на реагенты, что позвол ет снизить себестоимость чугуна (на 0,5-0,7 руб).

Его использование позвол ет повысить эффективность металлургической обработки расплавов на желобе печи. Изобретение найдет применение в металлургии и литейном производстве.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ обработки расплавов чугуна порошкообразными реагентами, включающий выпуск расплава из плавильного агрегата на желоб, подачу в полость желоба на струю

   металла порошкообразного реагента и последующий перелив металла в ковш, о т л и- чающийс  тем, что, с целью повышени  степени усвоени  углеродного реагента, после выпуска из плавильного агрегата струю

   металла раздел ют на два или более парных потоков, закручивают их вдоль оси движени  расплава во взаимопротивоположных направлени х, а подачу порошкообразного реагента осуществл ют в полости, образующейс  между парой вращающихс  в сторону дна желоба потоков, далее потоки соедин ют в одну струю и закручивают ее в любом направлении вокруг оси подачи металла.

   фие.2

   фиг.З