Способ обработки жидкого металла в ковше Советский патент 1979 года по МПК C21C7/00 

Изобретение относится к металлургии и может быть использо&ано при внепечной обработке металлов. Широкое рабпространение ийеет обработка жидкой стали газами (азот, аргон, и др.) с Одновременным рафинированием ее пороакоовразными материалами (соединения кальций, модификаторы и т. п.). Газ и порошкообразные материалы вводят через фурму. Для улучщения взаимодействия металла и рафинирующих добавок фурме придают вращательное двйжение с погружением ее на определенную глубину 1. Однако этот способ не обеспечивает обработку всего объема металла, не исключает смешивания метал ла со шлаком и их взаимодействия. . Известен способ обработки жидкой стали rasoM, включающий подачу газа через вертикально погружаемую фурму с пористой огнеупорйой насадкой и каналами в процессе реверсивного вращ ния фурмы вокруг вертикальной оси со скоростью 3-200 об/мин в течение 60-80% времени продувки при равном количестве оборотов прямогЬ и обратного вращения, с заглублением насадк фурмы в расплав на величину, равйую 0,1-16,0 диаметров насадки относительно оси расплава 2. Однако указанный способ не обеспечивает обработку всей массы металла, особенно в большегрузных ковшах, не исключает з.апыленности и загазованности атмосферы цеха, а также перемешивания металла со шЛакЬм и их взаимодействия. Целью изобретения является повышение эффективности обработки металла и предотвращение загрязненности окружающей среды. Цель достигается тем, что продувку инертным газом в ковше ведут с подачей рафинирующих порошкообразных материалов в процессе 3-24 циклов возвратно-поступатёльногб в вертикальном направлении движения фурмы, заключенной под камеру-колокол с регулируемой интенсивностью дутья, на участке заглубления фурмы от минимальной глубины. 0,05-0,15 до глубины 0,5-0,9 высоты ковша, с последующим перемещением камеры с Фурмой по кругу относительно оси ковша При нахождении ее в верхнем положении со скоростью 0,54 об/мин, а ввод порошкообразных.материалов начинают при погружении камеры на 0,25-0,45 высоты ковша и заканчивают при возвращении ее в то же .положение. Перед погружением камеры-колокола в жидкий металл низ ее закрывают футерованной крьжакой, удаляемой после ногруженйя, или чехлом/ив; тонколи тового металла, растворяющегося погружения в металл. Это неЬбходимЪ для предупреждения попадания шк ла в.камеру-колокол. После погружения камеры-колокола в исходное положение (на глубину 0,05-0,15 высоты ковша) через фурМу начинают подавать газ с минимальной йнте нсивность (1-3 нм /мин), так как объем Металла находящегося в камере в этот момент, еще небольшой, В указанный момент Фурма, находящаяся в жесткой связи с камерой-колоколом, подходит к зеркалу металла, т. е. конец утоп лен в камеру-колокол.и нахЬдйт сй на расстоянии О,05-0,l5 высбтр ковша от нижнего торца камеры. По мере дальнейшего погружения камеры интенсивно подачи газа увеличивают прйпо ционал но увеличению объема металла В камере. V -- Для максимального использования материалов ввод их по гружении камеры на полоЪину заданной высоты и заканчивают при воЭвраЩёний камеры в то же положениеi При достижении камерой нижнего.прложения (0,5-0,9 высоты ковша) газ подают с максимальной интенсивностью. Расход газа 0,05-0,4 . Каме)ра соединена с вытяжкой, обеспечивающей эвакуацию выделяющихся при обработке металла газов и пыли. , Глубина исходного погружения каме ры (0,05-0,15 высоты ковша) определя ется необходимостью предо ШрййГенйя попадания шлака, находящегося на зер кале металла в ковше,, в камеру. При погружении камеры на меньшуюглубину не исключается попадание шлайа 8 камеру вследствие перемещйвания-верхни слоев со шлаком так как при пойаче газа будет, иметь местодвижение близ лежащих к ни)kнeмy торцу камёры слбев металла в ковше. Нижнее значёйиё глубины погружения (0,05 высоты ковша) требуется при обработке метйлЛа в больших ковшах (более 300 т) j верх нее (0,15 высоты йовша) - в ковЫах небольшой емкости. Максимальное погружение камеры на 0,5 высоты ковша, необходимо при обфаботке металла в ковшаг небольшой емкости, так как в этомслучае дстав шийся слой металла (до дна ковша) прорабатывается за счет перемещйванйя. Прн обработке Металла в бойьп йх ковшах максимальное погружение камеры по тем же соображениям . должно быть не менее 0,9 высоты ковша. После возвращенйя камёры в верхнее положение (интенсивность подачи в это время снижают пропорциональ но уменьшению объема металла в камерах) ее перемещают по кругу со скоростью 0,5-4,0 об/мин. Сравнительно небольшая скорость перемещения камеры необходима для предупреждения Попадания шлака под колокол. При перемещении камеры в новое положение круговое движение прекращается, И цикл обработки повторяется. Количество циклов (3-24) определяется емкостью ковша,так как нужно обрабатывать весь металл, находящийся в ковше.Для ковшей небольшой емкости количество циклов должно быть ближе к нижнему пределу, для больших ковщей - к верхнему. Диаметр камеры-колокола определяется величиной реакционной зоны, которая зависит от интенсивности продувки, размерами ковша.Рекомендуемая интенсивность Продувки 112 . При этом наружный диаметр камеры долженсоставлять 0,2-0,4 диаметра ковша. Данный способ обработки жидкого Металла обеспечивает рафинирование eto Как rto высоте, так и по сечению ковша, исключает перемешивание, а соответственно и взаимодействие металла со шлаком, не загрязняет окружающую атмосферу, обеспечивает эффективное использование порошкообразных материалов. Способ особенно эффективен при Обработке металла в ковшах большой емкости. Пример. Производят обработку жидкого металла в ковше емкостью 350 т карбидом кальция в потоке аргона. Высота ковша of днища до уровня жидкого металла 4,8 м; диаметр ковша в Нижнейчасти (по футеровке) 3,8 м; наружный диаметр камеры-колокола 3,8х 0,3-1,14 м; расстояние рт торца камеры-колокола до фурмы 4,8x0,1-0,48 м. | после выпуска металла ковш устанавлийают на специальный стенд. Камеру-колокол с фурмой,расположенную над коЁшом, закрЕдвают с нижнего торца тонким листом железа и погружают и металл. Одновременно включают подачу аргона сначала с-интенсивностью 1-3 с постепенным увеличением интенсивности до 5 HMVT при погружении камеры на половину заданной глуб ины, равной 4,8 0,4-,92 м. В этот момент начинают подавать карбид кальция в Ьтрую аргонав.количестве 2 кг/т. При дальнейшем погружении камеры до максимальной глубины, равной 4,8-0,8 3,84 м, пропорционально увеличению рбъема металла в камере увеличивают интенсивность продувки до 8 . После достижения камерой максимальной глубины ей придают движение в обратном направлении, постепенно снижая интенсивность продувки с 8 до 2 им/т, причем после прохождения камерой двух метров от нижнего положения отключают подачу карбида кальция. После .достижения камерой верхнего положения (на 4,8-0,,48 м ниже уровня металла в ковше) камере с фурмой придают KpyrOBOie движение со скорЬс 3 об/мин вокруг вертикальной оси, смещенной от вертикальной оси ковша на 0,5 м в сторону от стопоров. Это необходимо для того, чтобы камера не задела стопор при круговом двиЛе нии. После перемещения камеры с фурмой по кругу на 1,14 м цикл возвратно-поступательного движения в вертикальном направлении повторяют с такими же режимами подачи аргона карбида кальция. Для эффективной об работки металла необходимо выполнять 14-16 циклов погружения со . смещением камеры с фурмой по кругу после каждого цикла на 1,14 м. Формула изобретения Способ обработки жидкого металла в ковше, заключающийся в ведении ре гентов в потоке газа-носителя череэ вертикальную Фурму с перемещением фурмы в процесрё обработки , отличающийся тем, что, с целью увеличения степени усвоения реагентов и ускорения процессе обработки. Фурму вводят в камере-колоколе ив процессе обработки ;Пёремещают в металйе воэвратно-.поступатёльно 3-24 раза на расстояние, равное 0,05-0,9 высоты ковша, с круговым вращением камеры-колокола с фурмой в верхнем их йоложенйи вокруг оси коэша со скоростью 0,5-4 об/мин, а ввод реагентов начинает при погружеНИИ камеры-колокола с фурмой на 0,25-0,45 высоты ковша и заканчивают при возврай|ении йа эту же глубину. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент CuEi 3227447, кл. 75-59, 1966. 2.Авторское свидетельство W 505701, кл. С 21 С 7/00, 1975.