Способ непрерывной разливки свинецсодержащих сталей
Сущность изобретения: в струю металла под промежуточным ковшом вводят жидкий свинец с температурой 1400-1500°С посредством патрубка. Патрубку сообщают возвратно-поступательные перемещения симметрично относительно продольной оси струи металла с частотой 0,1 -1,0 Гц и периодически изменяют объемный расход свинца по зависимости ( рс-1 р$ъ ) (т-К), где Vpb - обьемпый расход свинца; п - содержание свинца в стали; К - эмпирический коэффициент; /Зет и (ЭрВ - плотность соответственно стали и свинца; S - сечение струи стали; V - скорость струи стали. 1 з.п. ф-лы. И/ С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕй-1ЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789498/02 (22) 08.02.90 (46) 23.10.92, Бюл. М 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда и техники безопасности черной металлургии и Научно-исследовательский институт металлургии (72) B.Ï.Øåëåõoâ, А.А.Пасынкеев, Е.В.Руднев, С.M.Âëçäèìèðoâ, A.ß.Çàñëàâñêèé, В.В.Павлов, П.И.Гуркалов, Ф.К.Ермохин, Р.Х.Хайдаров и Г.H.Móëüêî (56) Заявка Японии
M 60-103113, кл. С 21 С 7/00,С 22 С 33/04>
1985. ,Заявка Японии
М 60-103114, кл,С 21 С 7/00, С 22 С 33/04, 1985.
Заявка Японии
N 60-103110, кл. С 21 С 4/00, С 32 С 33/04, 1985.
Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для введения саинца в сталь при производстве непрерывнолитых заготовок.
Известен способ введения свинца в расплав стали при ее непрерывной разливке, согласно которому с помощью погружного стакана, прикрепленного к затвору шиберного.типа разливочного ковша, жидкую сталь перемешивают на стадии заливки в закрытый крышкой промежуточный ковш.
Упомянутый стакан размещают под зеркалом расплава в промежуточном ковше по месту падения на него струи стали из разливочного ковша. Возникающий вследствие торможения струи стали стаканом турбулентный поток дополнительно перемешивают подачей в ту же зону через фурму потока. !Ж,, 1770048 Al (я)5 В 22 9 11/10, С 22 С 33/04 (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ
CBMHEЦСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ (57) Сущность изобретения: в стоую металла под промежуточным ковшом вводят жидкий свинец с температурой 1400 — 1500 С посредством патрубка. Патрубку сообщают возвратно-поступательные перемещения симметрично относительно продольной оси струи металла с частотой 0,1--1,0 Гц и периодически изменяют объемный расход свинца по зависимости ЧРь=Я (p-„-, /рР;, ) (и+И), rpe,/Рь — объем. ый расход свинца; п — сод=-ржание свинца в стали; K — эмпирический
КОЭффИЦИЕНт; Рст И РР— ПЛОтНОСтЬ СООтветственно стали и свинца; Я вЂ” сечение струи стали; Ч вЂ” скорость струи стали. 1 з.п. ф-л ы. газа, несущего гранулы свинца, Активное перемешивание приводит к гому, что гранулы свинца быстоо расплавляются, диспергируются и рассеиваются в объеме стали промежуточного ковша, равномерно распределяясь по каналам ручьев каждого кристаллизатора. Однако данный способ не позволяет избежать загрязнения свинцом промежуточного ковша и получать свинецсодержащую сталь с одного ручья, а также осложняется решение задачи по осуществлению локальной аспирации необходимостью очистки больших обьемов газа от свинца, испаряющегося с зеркала расплава промежуточного ковша. .Известен способ легирования стали свинцом, отличающийся применением искусственного локального нагрева расплава
1770048 стали в месте подачи гранул свинца газовым потоком. Недостатком данного способа является необходимость очистки отходящих газов не только от свинца, но и от продуктов горения электрической дуги: окислов азота, озона, соединений химического взаимодействия этих газов с выделением из стали парами свинца, включая и особенно экологически опасную в связи с высокой растворимостью в воде соль азотнокислого свинца. Объемы таких выделений при легировании стали на установках непрерывной разливки возрастают соразмерно общему увеличению производительности, причем схема введения, основанная на применении несущего потока газа, малопригодна для предупреждения загрязнения свинцом оборудования.
Известен (принятый за прототип) спо.соб введения всталеразливочный или проме>куточный ковш со сталью жидкого свинца. Основным недостатком способа является невозможность в полной мере реализовать преимущества, обусловленные применением в процессе легирования стали свинца в жидком состоянии. Схема подачи его в расплав, благодаря большой площади поверхности испарения, и поскольку энергоемкость процесса испарения свинца из жидкой фазы падает, не позволяет избежать возрастающих потерь его на угар, следовательно, более интенсивного поступления свинца в атмосферу, а также не решает проблем связанных с неизбежным загрязнением свинцом металлургического оборудования, Кроме того, для дости>кения однородного распределения свинца в отливке (заготовке) требуются дополнительные, направленные на интенсификацию диспергирования свинца в стали, мероприятия.
Цель изобретенля — повышения степени усвоения свинца сталью за счет увеличения его диспергирования и однородности распределения в объеме жидкой стали, уменьшение выбросов паров свинца в атмосферу, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе легирования стали, включающем введение свинца в струю металла под промежуточным ковшом посредствам патрубка, согласно предложению, введение свинца осуществляют в жидком виде с температурой 1400 — 1500 С, а выходному торцу патрубка сообщают возвратнопоступательные перемещения симметрично относительно продольной оси струи металла с частотой 0,1 — 1,0 Гц; при этом периодически изменяют объемный расход свинца по зависимости:
5 где Чрь — объемный расход свинца; п — содержание свинца в стали;
К - эмпирический коэффициент; рст и pps — плотность соответственно стали и свинца;
10 S u V — сечение и скорость стали.
Для осуществления предложенного способа использовали технически чистый свинец, имеющий при 350 С плотность
10503 кг/M и поверхностное натяжение
15 0,451 н/м. Свинец загружали в стальной толстостенный стакан емкостью 5 л (дмз), снабженный съемной крышкой, который размещали в электропечи (типа С LU О Л) с вертикальным муфелем и нагревали до 35020 400 С, переводя свинец в жидкое состояние. Методом вытеснения сжатым воздухом при давлении 3 — 6 ат. жидкий свинец подавали через трубку-сифон, проходящую вместе с пневмотрактом через
Vps =S Ч (и+ К)
Pps теплоизолирующую крышку печи, в канал катетора. Магистраль, связывающая катетор с упомянутым стаканом, на всей длине до печи под слоем теплоизоляции снабжена электроподогревающей обмоткой, позволяющей поддерживать температуру жидкого свинца при его движении по магистрали в интервале 350 — 550 С. Катетор в свою очередь оснащен автономным устройством электроподогрева свинца до 1400 — 1500 С, теплоизолируащим кожухом и разъемным соединением для связи канала катетора с питающей магистралью, содержащей модулятор объемного расхода свинца, а с противоположной от разъемного соединения стороны из теплоизолирующего кожуха катетора выведен патрубок с каналом подачи струи свинца длиной, равной (10-1,5) ds, где
d< — наименьший размер поперечного сечения потока стали, который при легировании стали свинцом вводили в ниспадающий из промежуточного ковша поток стали. Результирующий объемный расход свинца изменением давления в вытеснительной емкости поддерживали равным
Vps s= S V - (n + k )
Pps
) где S — площадь сечения непрерывнолитой заготовки (потока стали из промежуточного ковша );
Ч вЂ” скорость движения непрерывнолитой заготовки в кристаллизаторе (скорость потока стали);
1770048
Рст, 5
35
55 — плстность стали без свинца; рр — плотность свинца;
n — содержание свинца в стали, предусмотренное техническими решениями или
ГОСТом; — расходный коэффициент, учитыва ощий непроизводительные потери свинца.
Модулятор объемного расхода свинца, выполненный в виде отдельного блока. устанавливали па месту соединения питающей магистрали с каналам катетора.
Действие его основано на периодическом изменении рабочего сечения магистрали (канала) при вращении эксцентричнога валика, привод которого кинематически связан с поворотной опорой катетора таким образом, что расход свинца достигает наибольшего значения периодически в разных от поворота к повороту катетора точках дуги, описываемой погруженным в поток стали патрубком. Аспирацию эоны легирования стального потока жидким свинцом удается реализовать с применением простейшего устройства в виде цилиндрической оболочки регулируемой высоты, которая в рабочем положении торцами опирается на днище промежуточного ковша и технологическую оснастку (площадку} вокруг горловины кристаллизатара, и которая снабжена на этих торцах уплатнителями, а также имее воздуховод, связанный с системой вытяжной вентиляции, и технологическое окно для введения в упомянутую зону катетора, оснащенное уплотнением. Данные экспериментальных исследований показывают, что предложенный способ полностью исключает возможность загрязнения свинцом разливочного и промежуточного ковшей, позволяя надежно изолировать атмосферу в зоне обслуживания от загрязнения парами свинца и его соединений, при этом он высокотехнолагичен и не требует сколько-нибудь существенных изменeíèé в конструкции действующего оборудования, Предложенный способ позволяет получить непрерывнолитую заготовку, у которой по данным металлографического исследования отсутствуют макровключения свинца в поверхностном слое, граничащим с кристаллизатаром, а в массе своей зти включения имеют размеры 2,0 — 5,0 мкм.
Причем потери свинца на угар в зоне легиравания не превышают 2 — 7%. Экономический эффект ат реализации предложенного способа обусловлен повышением устойчивости процесса последующей прокатки непрерывнолитой заготовки за счет улучшения захвата металла валками, загрязнение которых свинцом снижается благодаря полученной на поверхности заготовки зоны, лишенной макровключений свинца, и снижения вероятности как расщепления жестких концов, так и пробуксовки металла между валками, а так же за счет снижения затрат на аспирацию и последующую очистку от свинца воздуха.
Технологический эффект заключается в том, что отсутствие в поверхностных слоях заготовки макровключений свинца позволяет получить высакоработоспособнае блокирующее покрытие на основе алюминия, которое в свою очередь так же спосабствует повышению устойчивости технологического процесса прокатки металла и улучшению условий труда не только обслуживающего персонала, на и оборудования.
Социальный эффект предложенного способа легиравания стали свинцом выражается в том, чта он позволяет реализовать одновременно комплекс мероприятий по снижению интенсивности поступления свинца в атмосфеоу и при легировании, и на последующем прокатном переделе, обеспечивая экологически безопасные условия функционирования установки непрерывной разливки cl"àëè по критериям минимизации свинецсодер>кащих вь,делений в различных формах их существования именно благодаря тому, чта мероприятия упомянутого комплекса взаимосвязаны.
Формула изобретения
1. Способ непрерывной разливки свинецсадер>кащих сталей. включающий введение свинца в струю металла пад промежуточным ковшом посредством патрубка,отлича ющийся тем,что.сцелыа повышения степени усвоения свинца сталью эа счет увеличения его диспергирования, однородности распределения в абьеме жидкой стали и уменьшения выбросов паров свинца в атмосферу. введение свинца осуществляют в жидком виде с температурай 1400-1500 С, а выходному торцу патрубка сообщают возвратно-поступательное перемещение симметрично относительно продольной оси струи металла с частотой
0,1-1,0 Гц, призтам переодически осуществляют изменен «е объемнога расхода свинца.
2. Способ пап,1. отлича ющийся тем, что периодическое изменение расхода свинца асу цествл я ют па зависимости
VpD =S Ч : — - (n+ К), Рре где Чрь — абьемный расход свинца;
1770048 р — сечение струи стали;
V — скорость струи стали.
n — содержание свинца в стали;
К -эмпирический коэффициент;
pr, pcs — плотность соответственно стали и свинца;
Составитель A.Ïàñûíêååâ
Техред М.Моргентал Корректор M. ндру енко
Редактор
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 3697 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
