Способ вакуумной обработки жидкого металла в струе Советский патент 1976 года по МПК C21C7/10 

1

Изобретение относится к вакуумной работке жидкого металла, преимущественно стали и ферросплавов, и может использоваться при струйном вакуумировании ме талла, с це.тгью его глубокой дегазации и iпрактически полного удаления вредных при/месей цветных металлов и неметалличес|Ких включений.

Наибопее близок к изобретению способ вакуумной обработки жидкого металла в струе, включающий перелив его в прием- .ную футерованную емкость, помещенную ввакуумную камеру. Для повышения стене-j ни нагрева металла и более глубокого егЬ рафинирования без увеличения расхода эле1|троэнергии на струю воздействуют электро ;дуговым разрядом вдоль ее продольной оси. Однако повышение степени нагрева ме- талла без .увеличения расхода электроэнер- гии предусматривает нагрев с большим коэффициентом использования подводимого тепла, но до температуры, достаточно и |длянормально и разливки металла и (составляющей 157О-1600с, при остаточт

JHOM давлении в вакуумной камере 1-10 мМ рт, ст.

Кроме того, при вакуумировании струи раскисленного или даже частично раскислеи-Ц 5 }ного металла сильными раскислителями Эффект дегазации и удаление примесей |цветных металлов не наблюдается или резко снижается, и при 157О-16ОО°С зна |чительная часть неметаллических включе10 (НИИ (особенно экзогенных) находится в твердом состоянии, что затрудняет их коа- УЛЯЦИЮ и выделение из металла.

С целью более полного удаления примесе

15 цветных металлов, газов и неметаллически : .включений, металл в струе нагревают до ;0,8-1,0 температуры его кипения в разре-f женном пространстве. При этом упругость пара обрабатываемого металла становится

2(f близкой или равной остаточному давлению в разреженном пространстве, что позволяет независимо от степени раскисленности металла обеспечить интенсивное кипение, со.провождающееся предельно глубоким газо25 выделением из металла и практически пол-ным удалением примесей цветных металлов, и неметаллических включений. Предлагаемый снособ осуществляется сле дующим образом. Жидкий металл (полупродукт) из нечи или ковша поступает в промежуточную, ем-.., рость, установленную на крышке вакуумной камеры, и зате.м через отверстие в дне (промежуточной емкости - в разливочный «озш или другую приемную футерованную емкость, находящуюся в вакуумном нростран ртве. Для эффективного прогрева всей свободно падающей струи и стабильногб ;Получения заданной температурь при заданно (остатошом давлении в вакуумном пространстве на струю воздействуют элёктроду говым разря.аом вдоль ее продольной оси путем создания разности электрических потенциалов между слоями металла в про-, межуточной и приемной емкостях. Устойчивого горения дуги внутри струи добиваютс|я полным разбрызгиванием металла к концу падения на капли. Последнее легко осуществить подбором исходной газонасыщенностй металла, скорости откачки газов из камеры и необходимых размеров и формы отверстия в дне промежуточной емкости. Разность электрическихпотенциалов, |обеспечивающая возникно.вение в струе эпектродугового разряда, создают с помощью например, электрических контактов, устанавливаемых в футеровке промежуточной и приемной емкостей у их днищ и подклю iaeMbix к трансформатору. В этих услови51х остаточное давление в камере и .темпера-. тура металла в струе легко выдерживаются в заданных; пределах регулированием скорости откачки и мо).цности воздействую4 щеро на струю 9Лёктродуговрго разряда. Нагрев металла в струе до- 0,8-1,0 тем пературы его кипений в ваку у ми ом прострйя стве обусловлен следующим. При вакуумированйи кипящей стали, на-« jnpHMep, при PQcTj 7 мм рт. ст. достаточно иметь температуру металла в струе, около 16ОО iC, обеспечивающую нормаль- ную разливку стали. В этих условиях проир ходит интенсивное выделение газа СО, а |Также глубокая дегазация стали с одновре менным удалением примесей цветных метйллов. Это связано с тем, что пузыри газа з окиси углерода создают химический ва-4 уум не только для растворенных в -метале водорода и азота, но также и легко спаряющихся примесей цветных металлов, меющих, как правило, более высокую упруость пара, чем железо. В этом крайнем случае коэффициент при емпературе кипения будет составлять предел : - 0,8, где 20ОО - темкипення железа при PQ. 7. м)й ература т. ст. При вакуумированйи раскисленной или малоуглеродистой стали реакция взаимодействия углерода и кислорода получает н существенное развитие и поэтому мало способствует дегазации и удаленшо приме | сей цветных металлов. Для осуществления глубокой дегазации металла и .рафинирования его от вредных примесей коэффициент при температуре кинения обрабатываемого металла должен быть равным eдшiицe (верхний предел), т. е. металл в струе следует нагревать до температуры, его кипения в вакуумном пространстве, со.ставляющейд например, nprf и, например, Р 1 мм рт. ст. 1787 С. ост ртВ этом случае упругость пара металла равна остаточному давлению в разреже.ном пространстве; металл шггенсивно К1ШИ и в образующиеся паровые пузыри дифф идируют растворенные в металле газы, а также пары цветных металлов. При температуре кипения металла растворимость газов в нем равна нуЛ1о..Поэтому при соблюдении указанных. условий убудет происходить глубокая дегазация .металла,- и Практически полное очищение ,.ercj.iiBeTHbix-примесей. В остальных., .коэффициент при температуре кипения должен иметь проме- суточные значения, которые обеспечат достижение поставленной цели. Формула изобретения Способ вакуумной обработки жидкого металла в- струе, включающий нагрев его , электродуговым разрядом, отличаюш и и с я тем, что, с целью более полного удаления примесей цветных металлов; газов и неметаллических включений, метал;| в струе нагревают до 0,8-1,0 температуры |его кипений в разреженном йространстве.