Способ определения скорости раскисления стали Советский патент 1981 года по МПК C21C5/52 

() СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ

1

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в процессе внепечного вакуумирования жид ких расплавов, в частности жидких сталей и сплавов.

Известны способы определения скорости раскисления жидкой Стали пои внепечном вакуумировании по газовыделению, предусматривающие регистрацию состава и количества откачиваемых газов С 1

Однако используемые при этом устройства не приспособлены для работы при низких остаточных давлениях, поэтому их устанавливают на выхлопе вакуумного насоса или же на вакуумпроводе, но отбираемую пробу газа предварительно сжимают специальным насосом. Все это усложняет определение скорости раскисления стали,резко снижает экспрессность и точность анализа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к

Предлагаемому является способ опрё деления скорости раскисления жидкой стали по газовыделению под вакуумом с регистрацией содержания СО, СО,, Oj и индикаторного газа иа массспектрометрических газоанализаторах. По известному расходу индикаторного газа-и содержанию компонентов в откачиваемых газах рассчитывают интенсивность выделения окиси и двуокиси углерода, а по ним - скорость раскисления стали при вакуумировании 2.

Недостатком такого способа является сложность эксплуатации массспектрометричв1ских газоанализаторов в заводских условиях, в том числе трудности с обеспечением стабильности напуска газового потока в анализап тор, изменением температуры и запыленности исследуемых пазов по ходу

20 вакуумирования, запаздыванием показаний газоанализатора сопротивления подводящей линии и вспомогательных устройств. 3 Цель изобретения - ускорение и упрощение процесса определения скорости раскисления жидкой стали при внепечном вакуумировании. Указанная.цель достигается тем, что в известном способе определения скорости раскисления стали при внепечном вакуумйровании по газовыделению скорость раскисления стали,определякУг путем сравнения нулевой и динамической характеристик откачки, причем нулевую характеристику определяют за 5-20 мин перед вакуумиро ; ванием, а динамическую характеристику определяют по текущему значению остаточного давления. Способ основан на закономерностях работы вакуумных паррэжекторных насосов в комплексе с установками внепечного вакуумирования стали. В этом случае процесс откачки протекает в нестационарных условиях и для оценки его непригодны обычные паспортные характеристики насосов, снимаемые на предельных режимах и не учитывайщие влияние сцртемы установки. Иссле дования показывают, что количественное описание нес:тационарного процесс откачки достигается при совместном использовании весовых характеристи двух типов. Все они снимаются при «работе насоса вместе с установкой, причем калибровочная газовая нагрузк подается через мерные сопла непосред ственно в вакуумную камеру. Первый тип характеристик составляют динамические характеристики время-остаточ ное давление - постоянная газовая нагрузка, зависящие от конструкции установки и устанавливаемые заранее при достаточном числе экспериментов. Нанося на эти характеристики текущее значение остаточного давления, определяют мгновенную газовую нагрузку, или другими словами, скорость откачки газов в данный момент времени. Второй тип .хгарактеристик составляют нулевые характеристики нулевая наг, грузка-- остаточное давление, кото.рые применяются с целью внесения поправок на откачку воздуха (заполня шёго систему перед вакуумиррваниём и поступающего через неплотности по ходу вакуумирования), колебания давления и влагосодержания питаннцего насос пэра, а также на степень прогр ва системы установки и самого насоса Поэтому она снимается за 5-20 ми перед вакуумированием каждой плавки 1 стали. Ь нимальный предел этого интервала связан с необходимостью разгерметизации системы для установки в нее емкости с металлом. При интервале более 20 мин резко падает точность определений из-за конденсации влаги в системе установки и насосе. Сравнение динамической и нулевой характеристик позволяет определять скорость раскисления стали углеродом при вакуумировании. Окись углерода составляет по массе большую часть выделяющихся из стали газов. Так, при вакуумировании раскисленного металла выделяняциеся газы содержат обычно %, по объему: СО 50, .и М20, а по массе; СО 76, Н28,7 и N.2.5,3. При вакуумировании полураскислённого и нераскисленного металла доля окиси углерода еще вьше. В связи с этим целесообразно скорость раскисления оценивать условно в тех же единицах, что и газовую нагрузку на вакуумный насос (кг сухого воздуха/ч. При необходимости ее можно Пересчитать на изменение содержания кислорода в стали по формуле (t.-lC.K. . -fb ypocfW/ - roi as- ьо где Vpac. скорость раскисления,% О/мин; коэффициент отсоса, характеризукяций средний молекулярный вес вьщеляюпщхся газов; Kv- коэффициент отсоса, харакг теризующий температуру выделяющихся газов на йходе в вакуумпровод; коэффициент, учитывающий долю СО в выделяющихся газах; 16 и 28 соответственно вес кислорода и окиси углерода; масса плавки, кг. Пример . На установке ковшеого ва:куумирования обрабатывают ераскисленную Ст.марки Ж 15. Масса лавки составляет 25,1 т. Величина оэффициента К при среднем мол.вес. меси 24,1 равна 0,92, величина коффициента К, при температуре газов а входе в вакуумпровод 950 С равна ,61, величина коэффициента K-j приняа по опыту равной 0,8. Нулевая хаактеристика снята за 10 мин до начаа вакуумирования: при Q гаъ, предел ьный вакуум составляет 0,51 мм рт.ст. соответственно условная поправка по отношению к паспортным данным равняется 53 кг сухого воздуха/ч, Результаты определения скорости раскисления стали по ходу вакуумирования сведены в таблицу (К 1,7-

Применение предлагаемого способа позволяет ускорить и упростить

процесс определения скорости раскисле- ю в год.

Величина параметров на п-ной минуте

Параметры Момент определения мин2 Остаточное давление. мм рт.ст.10,0 Мгновенная газовая нагрузка, кг/ч173 Фоновая нагрузка, кг/ч53 Скорость раскисле- кг/ч 120 . , ния стали,ХО/мин 0,002 0,00140,00

Формула изобретения

Способ определения скорости раскисления стали, например, при внепечном вакуумировании по газовыделению, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения процесса, скорость раскисления стали определяют путем сравнения нулевой и динамической характеристик откачки, причем нулевую характерисния стали при внепечном вакуумировании, осуществить непрерывный контроль ее по ходу обработки. В результате снижаются затраты и время на разрап ботку технологических процессов, а также на осуществление постоянного контроля их, повышается технический уровень новых процессов. Экономический эффект составляет 40 тыс.руб. вакуумирования

тику определяют за 5-20 мин перед BaxyyhoipoBamteM, а динамическую по текущему значению остаточного дав ления.

Источники информаци, принятые во внимание при экспертизе

Г. Морозов А.Н, и др епечное вакуумирование стали. М., Металлургия, 1975, с. 169-170.

2. Известия АН СССР Металлы, 1971, 5, с.22-27. 0,64 0,52 0,51 --- § 3 0,009 0,0003 1,710 О