Способ перемешивания жидкого металла в электродуговой печи

 

Сущность изобретения: способ включает подачу инертного газа через канальные блоки, установленные в подине электродуговой печи. Продувку металлического расплава осуществляют пульсирующим потоком инертного газа аргона с частотой 80-90 пульсаций в минуту, давление газа перед канальным блоком составляет 9-12 атм, расход газа 10-90 м3/ч. 1 табл. ность взаимодействия газа и металла возрастает на два-три порядка. Граничные условия, указанные в формуле предлагаемого изобретения,объясняются представленной таблицей. При частоте пульсаций менее 80 пульсаций в минуту, имеет место глубокое затекание и застывание металла в каналах блока (закупорка каналов), при частоте пульсаций более 90 пульсаций в минуту имеет место наложение пульсаций, провоцирующих закупорку каналов . При давлении инертного газа в газопроводе менее 9 атм энергия истекающей струи недостаточна для организации четко фиксирующих пульсаций. При давлении газа в газопроводе свыше 12 атм имеем повышенный расход газа (свыше 130 м /ч), что значительно выше необходимого и достаточного расхода газа 10-90 м3/ч. При расходе газа менее 10 м3/ч степень перемешивания металла от его расплавления до выпуска менее пятикратного (по массе металла ), что недостаточно для рафинирования металла и его гомогенизации, при ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

>s С 21 С 5/52, 7/072

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4941889/02 (22) 28.03.91 (46) 07.03.93. Бюл. (ч . 9 (71) Череповецкий металлургический комбинат им, 50-летия СССР, Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им, И.П. Бардина (72) А.А, Сигачев, В.А, Салаутин, В.К. Комельков, А.И. Агарышев, Б.Я, Балдаев, Ю,B,Ãàâðèëåíêî, B.À, Уйманов и А,В. ШурыгИН (73) Череповецкий металлургический комбиНат им. 50-летия СССР (56) "Upgrowing Application of Bath Stirring in

the EAF" Vilker Pawlista Aeft., 4, 1989, 135—

144, Изобретение относится к черной металлургии, преимущественно к выплавке стали в электродуговых печах.

Данное изобретение направлено на увеличение энергии перемешивания жидкого металлического расплава газовым потоком при истечении его из канальных фурм, установленных в подине дуговой печи. Данный способ, включающий подачу инертного газа через канальные блоки, установленные в падине печи, отличается тем, что продувку металла осуществляют пульсирующим потоком газов с частотой 80-90 пульсаций в минуту, при этом давление газа перед

Канальным блоком составляет 9-12 атм, расход газа 10 — 90 м /ч.

Указанный режим продувки металлической ванны газами обеспечивает необходимую частоту прерывания ламинарного газового потока и продувка осуществляется в турбулентном режиме. В условиях турбулентного движения газа в жидком металлическом расплаве с высокоразвитым пузырьковым эффектом удельная поверхÄÄ5UÄÄ 1801127 А3 (54) СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА B ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ (57) Сущность изобретения; способ включает подачу инертного газа через канальные блоки, установленные в подине электродуговой печи. Продувку металлического расплава осуществляют пульсирующим потоком инертного газа аргона с частотой

80 — 90 пульсаций в минуту, давление газа перед канальным блоком составляет 9 — 12 атм, расход газа 10 — 90 м /ч, 1 табл.

3 ность взаимодействия газа и металла возрастает на два-три порядка.

Граничные условия, указанные в формуле предлагаемого изобретения, объясняются представленной таблицей, При частоте пульсаций менее 80 пульсаций в минуту, имеет место глубокое затекание и застывание металла в каналах блока ("закупорка" каналов), при частоте пульсаций более 90 пульсаций в минуту имеет место наложение пульсаций, провоцирующих "закупорку" каналов, При давлении инертного газа в газопроводе менее 9 атм энергия истекающей струи недостаточна для организации четко фиксирующих пульсаций. При давлении газа в газопроводе свыше 12 атм имеем повышенный расход газа (свыше 130 м /ч), что значительно выше необходимого и достаточного расхода газа 10-90 м /ч, При з расходе газа менее 10 м /ч степень перемешивания металла от его расплавления до выпуска менее пятикратного (по массе металла), что недостаточно для рафинирования металла и его гомогенизации, при

1801127

45

50 расходе газа более 90 м /час имеем более шестикратного перемешивания расплавленного металла, в результате имеем повышенный расход инертного газа, не улучшая качество металла. 5

Заявленный способ перемешивания жидкого металла в электродуговой печи, включающий подачу инертного газа через канальные блоки, установленные в подине печи, обеспечивает увеличение энергии перемешивания жидкого металлического расплава газовым потоком при истечении его из канальных фурм; продувку металла осуществляют пульсирующим потоком газов с частотой пульсаций 80 — 90 в минуту, при этом давление газа перед канальным блоком составляет 9-12 атм, расход газа

10 — 90 мз/ч, Пример, Предложенный способ опробован на экспериментальном заводе 20

ЦНИИЧМ им. И.П,Бардина на полупромышленной электродуговой печи емкостью 0,5 т, Всего было выплавлено 16 плавок нержавеющей хромоникелевой стали марки

Х18Н9Т, имеющей следующий химический 25 состав, : 0,09 — 0,12С; 1,2 — 1,3 Мп; 0,75 — 0,86

Si; 17,6 — 18,4 Cr; 10,6 — 11,2 Ni; 1,1 — 1,3 Ti, Одновременно с началом расплавления металла через канальный блок, установленный в днище печи, подавали в печь инерт- 30 ный газ-аргон. Подача аргона осуществлялась из баллона с использованием редуктора, позволяющего регулировать давление аргона перед канальной фурмой

35 от 8 до 13 атм, и расход газа от 9 до 91 м /ч.

Регулирование частоты пульсаций от 70 до

100 пульсаций в минуту. Через каждые 10 мин от расплавления металла до его выпуска брали пробу металла и шлака из рабочего пространства печи. Одновременно с этим отбирались пробы газа в рабочем пространстве печи на химический анализ. При достижении температуры металла 1650 С осуществляли выпуск металла и разливку его в уширяющиеся кверху изложницы в слитки массой по 100 кг. После затвердевания слитка из него вырезали продольные и поперечные темплеты для изучения микрои макроструктуры металла с определением его физико-механических и служебных

СВОАсТВ.

В таблице представлены данные, характеризующие эффективность использования пульсирующего дутья инертного газа через подину электродуговой печи с использованием канальных блоков, Формула изобретения

Способ перемешивания жидкого металла в электродуговой печи, включающий продувку металла инертным газом, подаваемым через канальные блоки, установленные в подине печи, о т л и ч а юшийся тем, что продувку металла осуществляют пульсирующим потоком газов с частотой 80 — 90 пульсаций в 1 мин.при этом давление газа перед канальным блоком составляет 9 — 12 атм, расход газа 40 — 90 м /ч. з

1801127 е с с

I

1 л о

1 I-N о х о

Гс 0 о а I0 о с

I Z

I, IX e

l О 11 Э m

1 !

1 Э

1 Z

1 И3

I 0 ! Э х

I а

1 С

I

I с с

X х

Э сх о а

Z о

СХ о

IZ о х о

О. сх о х о е о. л

3v u ол

z x сх о о

a c о

Z I0 т с о с

Э Е

z 1л и

1- л

v x о

* о сх с о а е о с

* с

СХ I0

О 3Э Э

I о а о сх о,х

Э

S л

z c

СО П3 х х

Э t0

I- Y е

<0 Э

Э

S л хс

30 30

Y Z

Э ID

3- Х

I0 (Y) t0

Z э е

Д Z л о

Dl а с е

Э 30

Э Z л о

ID 3

p a с е с о сл е х

3э о

Е С с о с

I- Z

Э Э

Е а

1

1

1

1 Г

3

I а Э

1 Э S

3X * о е

L3 С

1 Э о а с . о m e сх

ОЭЭХ

mIXXu а

L о о л м м м м сч

1 л 1

Z О

Z 1

30 - Ф ф I

Е 3 3 >S

m m X O

s с х эссо

Э S I0 Э

X z 3- r

1

1 .И I

1 I- I- Э еоа аоэ

1 Y Z С л

"0 м

О и

СС3 Св

IA Ч,3 л си! О

1

z с, aD3 II Е ID

XXY и X v о е Z ю аи3!

1

1

1 СЧ

1 М

Ш CO

СЧ CV

01

СЧ м

С" \

-3. -т

СЧ СЧ

--и

СЧ СЧ .О

М СЧ

CO

СЧ

01 CO

CV C4!

Z а

1 П3

l X

1 X

1 >

1 СЛ

1

1

1 СЧ

1 е о х х о

О 3-и3 е аХ а е

СЧ а ! !

Ю

СГ\

Ю а л ю м

О Ъ !

1

1

1 О \

I м

01 СО

СЧ СЧ

Ю м

Ч0 -3

СЧ СЧ

0Ъ

СЧ м м

О\

СЧ

-4 01

С \ СЧ

СЧ

С7 <С\ м сЧ

1

1 0 1

1 D»Х о э .г

3» ——

1

СЧ

СО

01

Ю а м О 0

Ю

СЧ

"О

О

Ю О

Ю

01 м

Ю Ю м О

01 СО

О О

a r

I0

cf X о

Х ID а

1 Э I3 S 30 ! х ! с и!

1 30 Х е о !

I I

I I0 о

1 л с

I 0ъ

1 C

1 Е Х

3 l- X о х

1 IО >S

1 ID S з

I Е S

1 У С а е! Е 3е v

I х х х х

1

I I0ъ.

1 СО х

1

1

СЧ М -З СС О

I 1

J)

1 С

ЭлО

1- 1- m

s o n> r с. о с х с

I 1 с

1

I с

Ы В

1 01 1 — -

l Þ 1 л 1 — ——

1 1

1 Ю 1

1 1

3 М I

1 1

I N 1

1 1

I 1

1 01 3

1 1

1 CO х

1 1

1 1

I 1

01 1 — —1 I

Ю l

01 i

1 1

1 СО 1

1 1

1 I

1 01 1

I х

1 а сс

1 э m а ооо»

ZCCY х х х х х х х х х х х

1

I

I

I

1

1

1

1

1

1

3

1 .ф

1

1

1

I

1

I

I

1

I

1

1

3

1

1 !

1

1

1

1

1

1

1

1

I

1

I

I

1

I

1

1

I

1

I

1

1

I

1

1 !

I

1

I

1

1

1

I

I

1

1 !

1

1

1 !

I !