SU773093A1 - Способ циркул ционного вакуумировани жидкой стали - Google Patents

Description

Изобретение относится к черной металлургии, а точнее, к внепечному вакуумированию жидкой стали.

Известен способ вакуумирования всей массы металла в ковше, вакууми— ₅ рования струи металла при выпуске его из печи, переливе из ковша в ковш и при разливке в изложницы, а также вакуумирования части металла в специальной вакуум-камере (порцион-_t0 ное и циркуляционное) [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является циркуляционный способ вакуумирования стали, ₎₅ характеризующийся тем, что вакуумная камера имеет два патрубка (всасывающий и сливной), погружаемые перед началом вакуумирования в металл. Одновременно с погружением патрубков 20 во всасывающий патрубок подают инертный газ, обычно аргон. В вакууьг-камере создают разрежение, и металл под действием разности давлений (атмос— ферного и внутри камеры), заполняет нижнюю часть вакуум-камеры. В результате инжекции газа металл поднимается по всасывающему патрубку, протекает по днищу камеры, подвергаясь вакуумированию и возвращается по сливному патрубку в ковш, где смешивается с остальной массой металла. Струя металла достигает дна, теряя постепенно скорость, часть его увлекается во всасывающий патрубок [23.

Это приводит к тому, что в объеме ковша возникают слабо перемешиваемые зоны, особенно в верхней части ковша между патрубками и в донной части. Недостаточная эффективность перемешивания увеличивает время достижения однородного состава плавки, следовательно, продолжительность процесса вакуумирования.

Цель изобретения — повышение эффективности вакуумирования и увеличение производительности.

³ 773093

Поставленная цель достигается тем» что вакуум-камере при достижении давления в ней 150—100 мм рт.ст. придают возвратно-поступательное движение относительно ковша в осевом направлении с амплитудой 300-400 мм и скоростью.’ составляющей 1/3-1/2 от скорости течения циркулирующей стали по сливному патрубку.

На фиг. 1 изображена установка, поясняющая предлагаемый способ, вертикальный разрез (вакуум-камера находится в нижнем положении); на фиг. 2 - то же, вакуум-камера в верхнем положении.

Способ заключается в следующем.

Сливной и всасывающий патрубки 1 и 2 вакуумной камеры 3 погружают в металл, содержащийся в ковше 4. Затем создают в вакуум-камере 3 разрежение. Когда давление в вакуумкамере 3 достигает 150-100 мм рт.ст., ей придают возвратно-поступательное движение относительно ковша 4 в осевом направлении с амплитудой 300400 мм и скоростью, составляющей 1/3—1/2 от скорости течения циркулирующей стали по сливному, патрубку. Подача металла в вакуум-камеру 3 осуществляется через патрубок 5.

I

Величину скорости выбирают таким образом, чтобы циркуляция металла через вакуум-камеру не прерывалась при любом направлении движения вакуум-камеры и чтобы колебания металла в ковше обеспечивали его эффективное перемешивание.

Амплитуда качаний вакуум-камеры выбрана такой, чтобы в ее верхнем положении толщина слоя металла в камере была не менее 100 мм — величины, при которой скорость циркуляции металла является наибольшей, а в нижнем ее положении толщина слоя металла обуславливается конструктивными особенностями установки, толщиной слоя шлака в ковше, высотой барометрического столба металла и не превышает обычно 500 мм.

Колебания уровня металла в ковше, вызываемые качаниями вакуум-камеры, устраняют застойную зону, находящуюся в верхней части ковша между патрубками, а струя металла, вытекающая из сливного патрубка при движении вакуум-камеры вниз, достигает дна ковша с увеличенной скоростью.

ускоряя таким образом перемешивание застойных зон в донной части.

Пример. Производят вакуумирование стали марки 12Х18Н10Т в ковшах емкостью 100 т.

Черед 2 мин при достижении в вакуумной системе давления, равного 100 мм рт. ст., вакуум-камере придают возвратно-поступательное движе10 ние относительно ковша в осевом направлении с амплитудой 300 мм и скоростью 60 см/с, что составляет 0,43% от скорости течения циркулирующей стали по сливному патрубку, равной 15 140 см/с. В крайних точках рабочего хода выдерживают паузу 5 с. Через 15 мин после начала вакуумирования в течение 3-х мин производят легирование и корректировку химсостава.

Через 22 мин качание вакуум-камеры заканчивается, вакуумную систему заполняют азотом до создания в ней атмосферного давления, и патрубки вынимают из металла. Продолжитель25 ность вакуумирования (22 мин) соответствует продолжительности контроль ного вакуумирования известным способом.

После, вакуумирования сталь разли30 вают. на слитки весом 10 т и из каждого слитка отбирают образцы из головной и донной части. Для получения сравнительных данных на той же установке проводят контрольную обработку той же марки стали и с теми же параметрами, но при вакуум-камере, неподвижной в течение всего цикла вакуумирования.

- В таблице приведены сравнительные ₄₀ данные сталей, вакуумированных известным и предлагаемым способами.

Использование способа обеспечивает более узкий диапазон разброса показателей по химсоставу и более низ45 кое содержание газов в стали, чем при осуществлении известных способов.

Так как химсостав и газосодержа— ние стали, обработанной традиционным 50.циркуляционным способом, находятся в допустимых пределах, при использовании способа целесообразно сократить продолжительность вакуумирования на 10-15%.

Ориентировочный годовой экономический эффект, достигаемый за счет обработки 100 тыс.т. стали дополнительно, составляет 80 тыс. руб.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к черной металлургии, а точнее, к внепечному вакуумированию жидкой стали. Известен способ вакуумировани  всей массы металла в ковше, вакууми- ровани  струи металла при выпуске его из печи, переливе из ковша в ковш и при разливке в изложницы, а также вакуумировани  части металла в специальной вакуум-камере (порцион ное и циркул ционное) 1. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому  вл етс  циркул ционный способ вакуумировани  стали, характеризующийс  тем, что вакуумна  камера имеет два патрубка (всасывакг щий и сливной), погружаемые перед началом вакуумировани  в металл. Одновременно с погружением патрубков Во всасывающий патрубок подают инерт ный газ, обычно аргон. В вакуум-каме ре создают разрежение, и металл под действием разности давлений (атмосферного и внутри камеры), заполн ет нижнюю часть вакууьг-камеры. В результате инжекдии газа металл поднимаетс  по всасывающему патрубку, протекает по днищу камеры, подверга сь вакуумированию и возвращаетс  по сливному патрубку в ковш, где смешиваетс  с остальной массой металла. Стру  металла достигает дна, тер   постепенно скорость, часть его увлекаетс  во всасывающий патрубок 21. Это приводит к тому, что в объеме ковша возникают слабо перемешиваемые зоны, особенно в верхней части ковша между патрубка м и в донной части. Недостаточна  эффективность перемешивани  увеличивает врем  достижени  однородного состава плавки, следовательно , продолжительность процесса вакуумировани . Цель изобретени  - повьшгение эффективности вакуумировани  и увеличение производительности. Поставленна  цель достнгаетс  тем что вакуум-камере при достижении давлени  в ней 150-100 мм рт.ст придают возвратно-поступательное движение относительно ковша в осево направлении с амплитудой 300-400 мм и скоростью, составл ющей 1/3-1/2 о скорости течени  циркулирующей стали по сливному патрубку. На фиг. 1 изображена установка, по сн юща  предлагаемый способ, вер тикальный разрез (вакуум-камера находитс  в нижнем положении); на фиг. 2 - то же, вакуум-камера в верхнем положении. Способ заключаетс  в следующем. Сливной и всасывающий патрубки 1 и 2 вакуумной камеры 3 погружают в металл, содержащийс  в ковше 4. Затем создают в вакуум-камере 3 разрежение . Когда давление в вакуумкамере 3 достигает 150-100 мм рт.ст ей придают возвратно-поступательное движение относительно ковша 4 в осевом направлении с амплитудой 300400 мм и скоростью, составл ющей 1/3-1/2 от скорости течени  циркулирующей стали по сливному патрубку Подача металла в вакуум-камеру 3 осуществл етс  через патрубок 5. Величину скорости выбирают таким образом, чтобы циркул ци  металла через вакуум-камеру не прерывалась при любом направлении движени  вакуум-камеры и чтобы колебани  металла в ковше обеспечивали его эффективное перемешивание. Амплитуда качаний вакуум-камеры выбрана такой, чтобы в ее верхнем положении толщина сло  металла в ка мере была не менее 100 мм - величины , при которой скорость циркул ции металла  вл етс  наибольшей, а в нижнем ее положении толщина сло  металла обуславливаетс  конструктив ными особенност ми установки, толщиной сло  шлака в ковше, высотой барометрического столба металла и не превьш1ает обычно 500 мм. Колебани  уровн  металла в ковше , вызываемые качани ми вакуум-камеры , устран ют застойную зону, нах д щуюс  в верхней части ковша между патрубками, а стру  металла, вытекающа  из сливного патрубка при дви жении вакуум-камеры вниз, достигает дна ковша с увеличенной скоростью. 3 ускор   таким образом перемешивание застойных зон в донной части. Пример. Производ т вакуумирование стали марки 12Х18Н10Т в ковшах емкостью 100 т. Череа 2 мин при достижении в вакуумной системе датзлени , равного 100 мм рт. ст., вакуум-камере придают возвратно-поступательное движение относительно ковша в осевом на-. правлении с амплитудой 300 мм и скоростью 60 см/с, что составл ет 0,43% от скорости течени  циркулирующей стали по сливному патрубку, равной 140 см/с. В крайних точках рабочего хода выдерживают паузу 5 с. Через 15 мин после начала вакуумировани  в течение 3-х мин производ т легирование и корректировку химсостава. Через 22 мин качание вакуум-камеры заканчиваетс , вакуумную систему заполн ют азотом до создани  в ней атмосферного давлени , и патрубки вынимают из металла. Продолжительность вакуумировани  (22 мин) соответствует продолжительности контрольного вакуумировани  известным способом . После вакуумировани  сталь разливают , на слитки весом 10 т и из каждого слитка отбирают образцы из головной и донной части. Дл  получени  сравнительных данных на той же уста- новке провод т контрольную обра:ботку той же марки стали и с теми же параметрами , но при вакуум-камере, неподвижной в течение всего цикла ва- куумировани . . В таблице приведены сравнительные данные сталей, вакуумированных известным и предлагаемым способами. Использование способа обеспечивает более узкий диапазон разброса показателей по химсоставу и более низкое содержание газов в стали, чем при осуществлении известных способов . Так как химсостав и газосодержание стали, обработанной традиционным циркул ционным способом, наход тс  в допустимых пределах, при использовании способа целесообразно сократить продолжительность вакуумирова- ни  на 10-15%. Ориентировочный годовой экономический эффект, достигаемый за счет обработки 100 тыс.т. стали дополнительно , составл ет 80 тыс. руб. 57730 Формула изобретени  Способ циркул ционного вйкуумировани жидкой стали, отличающий , с   тем, что, с целью повьпле- ни  эффективности вакуумировани  и увеличени  производительности, ва куум-камеру при достижении давлени  в ней 150-100 мм рт.ст. перемещают относительно ковща возвратно-поступа- jтельно в осевом направлении с амплитудой 300-400 мм и со скоростью 36 1/3-1/2 скорости течени  циркулирующей стали по сливному патрубку.. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Морозов Л.Н. и др. Внепечное вакуумирование стали. М., Металлурги , 1975, рис. 11.28, с. 78, 120.
2. 2.Морозов А.Н. и др. Внепечное вакуумирование стали. М., Металлурги , 1975, с. 144.