Способ обескремнивания жидкого чугуна

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при обескремнивании жидкого чугуна продувкой кислородом . Цель - повышение степени использования тепла от окисления кремния и степени использования кислорода при сохранении высокой стойкости футеровки ковша. Предлагаемый способ обескремнивания жидкого чугуна в ковше включает заливку расплава в ковш, погружение фурмы, продувку расплава кислородом при дополнительном формировании поверхности контакта кислорода с чугуном площадью 3- 25% от площади чугуна, извлечение фурмы и последующий выпуск чугуна. Дополнительное формирование поверхности контакта кислорода с чугуном позволило повысить степень использования кислорода в 1.07-1,35 раза, а также повысить степень использования тепла в 2,1 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я С 21 С 1/04

ГОСУДАРСТВЕН-Ы Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4762536/02 (22) 27.11.89 (46) 15.10,91. Бюл. М 38 (71) Донецкий политехнический институт (72) Н.М.Балащук, В.И.Шевченко, А.Я.Бабанин, В.Л.Жук, С.А.Яргин, M.Ê,Äàäîíoâ, Ю.Г.Галас и Р.Л.Барановский (53) 669.746(088.8) (56) Борнацкий и др. Внепечное рафинирование чугуна и стали, К,: Техника, 1979, с.58-63.

Завка Японии й- 61-42763, кл. С 21 С, 1987. (54) СПОСОБ ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ ЖИДКОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при обескремнивании жидкого чугуна продувкой кислороИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке способов обескремнивания расплава чугуна.

Цель изобретения — повышение степени использования тепла от окисления кремния и степени использования кислорода при сохранении высокой стойкости футеровки ковша.

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного применения.

Сущность изобретения заключается в формировании постоянной по площади за все время продувки поверхности контакта кислорода с чугуном, расположенной на глубине погружения продувочной фурмы, которая является дополнительной (к суммарной

„„. Ж„„1684344 А1 дом. Цель — повышение степени использования тепла от окисления кремния и степени использования кислорода при сохранении высокой стойкости футеровки ковша. Предлагаемый способ обескремнивания жидкого чугуна в ковше включает заливку расплава в ковш, погружение фурмы, продувку расплава кислородом при дополнительном формировании поверхности контакта кислорода с чугуном площадью 3 — 25 {, от площади чугуна, извлечение фурмы и последующий выпуск чугуна, Дополнительное формирование поверхности контакта кислорода с чугуном позволило повысить степень использования кислорода в 1.07-1,35 раза, а также повысить .степень использования тепла в 2,1 раза. 1 табл, поверхности всплывающих газовых пузырей) поверхностью взаимодействия кислорода с элементами чугуна. Формирование дополнительной поверхности контакта причодит к увеличению общей поверхности взад;содействия кислорода с чугуном и, с..едовательно, повышает степень использования вдуваемого кислорода, Сформированная дополнительная поверхность контакта расположена в нижних слоях жидкого чугуна, поэтому тепло от химических реакций, проходящих на данной поверхности контакта, полностью расходуется на нагрев чугуна, что повышает степень использования тепла отокисления кремния.

1584344

Дополнительная поверхность контакта формируется путем вдувания кислорода в изолированный от чугуна объем, полученный в результате скопления кислорода под ограничителем всплывания газовых пузырей, Изолированный от чугуна обьем, заполненный кислородом, за все время продувки имеет постоянную величину, так как в единицу времени вдувается кислорода больше, чем расходуется на окисление элеМентов чугуна, а избыток кислорода истекает изпод ограничителя.

Истечение кислорода из изолированного объема происходит не в струйном режиме, а в режиме вытеснения кислорода вдуваемым кислородом с образованием газовых пузырей малого диаметра эа счет дробления истекающего кислорода на торце стенки ограничителя под действием противодавления жидкого чугуна.

Предлагаемый способ обескремнивания жидкого чугуна не оказывает влияние на футеровку ковша, так как дополнительно фомируемая поверхность расположена в центре ковша на значительном расстоянии от стенок, что исключает влияние выделяемых продуктов реакции и тепла на стойкость футеровки.

В предложенном способе истечение кислорода из фурм происходит в изолированный от чугуна объем. заполненный кислородом, а не в жидкий чугун. Истечение кислорода из изолированного объема в жидкий чугун происходит в режиме равномерного вытеснения вдуваемым кислородом кислород", заполня ющего изолированный объем, При этом происходит дробление истекающего в жидкий чугун кислорода и образование газовых пузырей малого диаметра, Всплы вание образующихся газовых пузырей происходит с более равномерным распределением по объему металла, Кроме поверхности контакта кислорода с чугуном, образованной газовыми пузырями, в предлагаемом способе формируется дополнительная поверхность контакта, образованная скоплением кислорода в изолированном объеме.

Предложенный способ эффективно реализуется при формировании дополнительной поверхности контакта кислорода с чугуном площадью 3-25 ь от площади чугуна в заданном сечении ковша, При формировании дополнительной по. верхности контакта площадью менее 3;4, в результате малой дополнительной поверхности взаимодействия кислорода с чугуном эффект от нагрева чугуна и повышения степени использования кислорода незначителен.

Формирование дополнительной поверхности контакта более 25 нецелесообразно ввиду всплывания газовых пузырей и окисления здлементов чугуна вблизи стенок ковша, что приводит к повышению износа футеровки и снижению стойкости ковшей.

Пример. Заливочный ковш емкостью

100 тонн, заполненный чугуном, подают на установку продувки чугуна кислородом, оборудованную погружной фурмой, у сопла которой расположен ограничитель всплывания газовых уэырей, служащий для образования изолированного объема кислорода в чугуне и формирования дополнительной поверхности контакта кислорода с чугуном, В качестве ограничителей использовали конусы, выполненные из корундографита, пяти вариантов высотой 0,4 м и диаметром расширенной нижней части, равным; 0,28; 0,35; 0,78; 1,0 и 1,25 м, что соответствует 2; 3; 15; 25 и 28;ь от 3,14 м площади чугуна в сечении ковша на глубине

2,5 м (см,рис.).

Погружная фурма выполнена в виде трубы, футерованной шамотными катушками, Погружение фурмы в чугун начинают при подаче кислорода 40 м"/ч и с увеличением глубины погружения фурмы до 2,5 м расход кислорода увеличивают до 150 м /ч.

Продувку осуществляют при максимальном расходе кислорода, исключающем выплески металла иэ ковша.

Пс .ле вдувания 180 м кислорода фурму поднимают из ковша с одновременным снижением расхода кислорода до 40 м /ч, извлекают из чугуна и закрывают подачу кислорода.

Степень использования тепла от окисления кремния оценивали по повышению температуры чугуна в пересчете на 1 м вдуваемого кислорода. Замер температуры производили до и после обескремнивания чугуна, погружая термопару на глубину 0,71,0 м.

Степень использования вдуваемого кислорода оценивали расчетным путем по затратам кислорода на окисление углерода, кремния, марганца, Количество окисленных элементов в процессе обескремнивания чугуна определяли по разности содержания последних в пробах чугуна, отобранных до и после обработки.

Стойкость футеровки ковша оценивали по числу наливов чугуна в ковш с учетом того, что данный ковш всю кампанию используют под обработку чугуна по предложенному способу.

Как видно из таблицы, предложенный способ обескремнивания чугуна по сравне1684344

Способ

Показатели

Предложенный

Из в естный

100

100

100

100

4,42

0,74

0,96

4,42

0,74

0,96

4,42

0,74

0,96

4,42

0,74

0,96

1237

1237

1237

1237

15

4,41

0 563

0,87

4,41

0,575

0,87

4,41

О, 606

0,87

4,42

0,727

0,95

23,92

22,30

1,76

18, 1. I

1278

1259

1271

1239

180

180

180

93,6

88,4

74,4

69,1

0,23

0,19

О, 12

О, 11

340

338

340

340 нию с известным позволяет повысить степень использования тепла от окисления кремния и нагреть 100 т чугуна 1 м кислоз рода на 0,23 С (известный — 0,11 С), повысить степень использования кислорода до

74,4 — 93,6% (известный — 69,1%). причем стойкость футеровки ковша при этом остается высокой.

Формула изобретения

Способ ог ескремнивания жидкого чугуна, включающий заливку в ковш жидкого металла, погружение фурмы, продувку расНес жидкого чугуна, т

Химический состав чугуна до обескремнивания, %:

С

Si

Температура чугуна до обескремнивания, С о

Площадь дополнительно формируемой поверхности взаимодействия кислорода с чугуном, %

Химический состав чугуна после обескремнивания, %:

С

Si

Мп

Степень обескремнивания чугуна, %

Температура чугуна после о обескремнивания, С

Количество введенного в чугун кислорода, м

Степень использования кислорода, %

Повышение температуры чугуна в пересчете на 1 м вдуваемого о

Стойкость футеровки ковша, наливов за всю кампанию плава кислородом и последующее извлечениефурмы из ковша, отn ич а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения степени ис. пользования тепла от окисления кремния и

5 степени использования кислорода при сохранении высокой стойкости футеровки ковша. в течение всего процеса продувки дополнительно формируют поверхность контакта кислорода с чугуном площадью 310 25% от площади чугуна в заданном сечении ковша путем вдувания кислорода в изолированный от чугуна объем.