Устройство для обработки жидкого металла шлаком под вакуумом

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для вакуум-шлаковой обработки металла после выплавки. Целью изобретения является повышение степени десульфурации и качества металла. Устройство содержит передаточный ковш с исходным металлом. Передаточный ковш герметично установлен над вакуумной камерой. Вакуумная камера соединяется со сталеразливочным ковшом через шлаковый рукав. В верхней и нижней частях рукава установлены огнеупорные вставки. Диаметр отверстий вставок равен 1,2 - 3,8 диаметра разливочного стакана передаточного ковша. Изобретение обеспечивает повышение стойкости вакуумной камеры и снижение газонасыщенности металла. 1 ил., 1 табл.

СО>О3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 21 С 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗСЕРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM пРи Гннт сссР (21) 4247393/2 -02 (22) 18.05.87 (4с) 15.01.90. Бюл . М 2 (71) Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей> сплавов и ферросплавов (72) В.П.Денисенко и М„В.Боревская (53) 621.187.? (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 20?191, кл. (21 С 7/10, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО

1ИТАлflA Шлгло П>Д ВАКУУИОМ . (>7) Изобретение относится к металлу„"..-1, в частности, к устройствам дл» вг.куум-шг аковой обработки металпа после выплавки. Целью,иэобретеИзобретение стносится к металлургии, >з час ности к устройствам вакуум-шлаковой обработки металла после вь плавки.

Целью изобретения является поьь>. -:åпени десульфурации и каче тв —, металла.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство для обработки жидкого металла ссдернит передаточный ковш

1 с исходь.:1м металлом 2. Передаточный ковш герметично установлен над вакуумной камерой 3, в которой металл вакуумируется. Вакуум-камера 3 сое диняется с г.талераэливолным ковшом

4 через шлаксвьй рукав 5, Для шлаковой обре стки ж„.,дкого металла в рукаве 5 и р ст=.,л"разгивочном ковше 4 находит я i r, к 6 и . -злл. В верхней

„„SU„„1535897 А 1 ния является повышение степени десульфурации и качества металла . Устройство содержит передаточный ковш с исходным металлом. Передаточный ковш герметично установлен над вакуумной камерой. Вакуумная камера соединяется со сталеразливочным ковшом через шлаковый рукав. В верхней и нижней частях рукава установлены огнеупорные вставки. Диаметр отверстий вставок равен 1,2-3,8 диаметра разливочного стакана передаточного ковша. Изобретение обеспечивает повышение стойкости вакуумной камеры и снижение гаэснасыщенности металла.

1 ил., 1 табл, и нижней части шлакового рукава установлены огнеупорные вставки 7 и

8 с отверстиями 9 и 10. В сталеразливочном ковше находится мешалка и шлак.

Устройство для обработки >нидкого (ф металла работает следующим образом.

В случае отсутствия огнеупорных вставок жидкий металл 2 (сталь ЙХ15) .в количестве 60,0 т поступает в вакуум-камеру 3. Сталераэливочный ковш

1 с восстановительным шлаком 6 помещался таким образом под металлическим рукавом 5, чтобы образовался шлаковый барометрический затвор. Создавали ра3режение в вакуум-камере 3. 3а счет разности атмосферного и остаточного давлений шлак иэ сталераэливочного ковша 4 поднимается по рукаву 5 на барометрическую высоту (выше 3 м) до

1535897 нижней части вакуум-камеры 3. После открытия разливочного стакана передаточного ковша 1 металл 2 вакуумируется в виде струи тонких пленок, стекающих по откосам и стенкам вакуум5 камеры 3, попадает в столб шлака, в виде капель проходит через шлаковый рукав 5 и оседает в сталеразливочном ковше 4 ° Во время вакуум-шлаковой обработки по данной схеме невозможно

1О полностью исключить шлак из вакуумкамеры.

В случае образования окисленного шлака в сталеразливочном ковше (путем присадок окалины на основной восстановительный шлак) происходит смешивание восстановительного шлака в рукаве с окислительным. Происходит ухудшение рафинирующих свойств столба шлака, вспенивание его и дополнительное попадание шлака в вакуумкамеру 3. При обработке металла на установке происходит отсечение шлака одного состава (в данном случае восстановительйого), находящегося в рукаве 5 с помощью металла. В верхней части рукава шлак отсекается от вакуум камеры отвакуумированным металлом, в нижней части рукава — полностью обработанным металлом. Это пр<исходит за счет подбора диаметра верстий разливочного стакана, верхн;и нижней частей рукава с помощью огнеупорных вставок 7 и 8. В c<ç> тате во-время вакуум-шлаковой оСраl5

35 ботки для шлака, находящегося в су«аве, создается металлический затвор в нижней и верхней части рукава, препятствующий переходу окислительного шлака иэ сталеразливочного ковша 4

40 вом рукаве от вакуум-камеры и шлака, находящегося в сталеразливочном ковше, в рукав 5 и шлака иэ рукава в вакуумкамеру 3. Результаты, полученные при вакуум-шлаковой обработке металла по данной схеме и сравниваемой пред- 45 ставлены в таблице. При обработке использованы восстановительный шлак в рукаве и окислительный в сталеразливочном ковше.

Размеры отверстий огнеупорных вставок в верхней и нижней части рука50 ва в соответствии с диаметром разливочного стакана экспериментально подобраны таким образом, что во время вакуум-шлаковой обработки металл полностью заполняет эти отверстия, изо«ируя T<=M самым orb<=A ш <ака в шиакоТем самым исключается попадание шлака иэ рукава в вакуум-камеру и шлака иэ сталеразливочного ковша в рукав, что увеличивает степень и диапазон рафинирования металла от вредных примесей, ограничивает поступление вредных примесей из шлака в металл при пониженном давлении в вакуум-камере и повышает ее стойкость. Промышленный эксперимент показал, что установление огнеупорных вставок в верхней и нижней частях рукава, обеспечивающих диаметр отверстий в верхней и нижней частях патрубка менее 1, 2 и более 3,8 диаметра разливочного стакана передаточного ковша, нецелесообразно. Ь первом ; луча", из-за затягивания»< та< лом отв рстий рукава вследствие их,< достаточной пропускной способности. Во втором случае из-за эн".ö"<тельной пропускной способности отвер .тий, не позволяющей полностью заполн1ть металлом эти отверстия, что гриводит к некоторому переходу шлака из рукава в ва— куум-камеру.

Металл поступает из передаточного ковша в вакуумную камеру. После вакуумирования в вакуумной камере мсталл проходил через шлаковый рукав, рзф«<нир вался восстановительным шла".ом и попадал в сталеразливочный ковш

r, онислительным шлаком. При обработке металла на предлагаемом устройстве происходит отсечение восстановительного шлака с помощью металла.

В верхней части рукава шлак не попадает в вакуум-камеру за счет отвакуумированного металла, эаполняюще< о отверстие в верхней части рукава, а в нижней части он отсекается полностью обработанным металлом. Благодаря наличию огнеупорных вставок и подбору диаметров отверстий в верхней и нижней части рукава создается металлический затвор, исключающий перемешивание восстановительного и окисленного шлаков, ведущих к вспениванию его и проникновению в вакуум-камеру. В результате увеличивается диапазон рафинирования металла от вредных примесей серы, водорода, кислорода, титана, кальция и повышается стойкость футеровки и вакуум-камеры.

При вакуумировании удаляется водород .и кислород, при обработке восстановительным шлаком удаляется сера, кислород, но металл насыщается кальцием, 1535897

Массовая

Массовая

Стойкость

Степень десульфурации, ф

Увеличение

Устройство доля ти тана в roдиаметра отверстий в рукаве по сравнению с разливочным стаканом доля кисло» вакуумкамеры, ог от но С товом металле, рода в гото вом металле, передаточного ковша, У

100

Предлагаемое

140

87

Снижение

82

72

0,0020 0,0030 производительности

0,0018 0,0020

0,0024 0,0025

0,0026 010025

0,0028 0,0035

120

250 140

380 130

400 110

100

Прототип титаном, которые удаляются при обработке окислительным шлаком.

Как видно из таблицы (оптимальный вариант при увеличении диаметра от.верстий в рукаве в сравнении с разливочным стаканом передаточного ковша на 2504), вакуум-шлаковая обработка стали БХ15 по предлагаемой схеме позволяет, по сравнению с известной 10 схемой, повысить стойкость вакуум-камеры на 40 степень десульфурации металла на 254, снизить массовые доли кислорода с 0,00283 до 0,00183, титана с 0,00353 до 0,00203. 15 формула изобретения

Устройство для обработки жидкого металла шлаком под вакуумом, содержащее вакуумную камеру, соединенную сверху с передаточным ковшом, а снизу — со шлаковым рукавом, сталераэливочный ковш, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения степени десульфураций и качества металла, оно .снабжено огнеупорными вставками, установленными в верхней и нижней частях шлакового рукава с диаметрами отверстий, равными 1,2-3,8 диаметра разливочиого стакана передаточного ковша.

Затягивание отверстий рукава металлом

1535897

Составитель А.Щербаков

Техред М;Дидык, Корректор С.Шекмар

Редактор А.Долинич

Заказ 85 Тираж 496 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям прн ГКН СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101