Способ перемешивания стали в ковше

Изобретение относится к металлургии, конкретно к способу перемешивания металла в сталеразливочных ковшах. Способ включает продувку стали газом через по меньшей мере две продувочные фурмы. Продувку через каждую продувочную фурму осуществляют с различной интенсивностью. Интенсивность изменяют по синусоидальному закону с определенной амплитудой, частотой и смещением по фазе на каждой продувочной фурме. Использование изобретения позволит уменьшить время обработки металла, повысить качество металла, снизить расход даваемых в ковш материалов, уменьшить износ огнеупорной футеровки сталеразливочного ковша. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике внепечной обработки жидкого металла.

Известно, что при внепечной обработке стали инертный газ (аргон, азот и т.д.) подают в расплавленный металл через установленные в днище ковша продувочные фурмы. Интенсификация процесса перемешивания металла имеет важное значение не только для ускорения времени обработки, повышения качества металла, но и для уменьшения расхода добавляемых в обрабатываемый ковш дорогостоящих материалов с целью корректировки химического состава стали.

Известный способ перемешивания металла в сталеразливочном ковше заключается в том, что через продувочную фурму (одну или более) подается инертный газ, который, выходя из фурмы, приводит в движение близко находящиеся слои жидкого металла [1].

Недостатками такого перемешивания является то, что небольшая зона перемешивания удлиняет время обработки металла в ковше и из-за недостаточно интенсивного перемешивания увеличивается расход задаваемых в ковш во время обработки дорогостоящих материалов.

Наиболее близким к предлагаемому способу перемешивания является способ перемешивания металла в ковше при помощи двух и более продувочных фурм с поочередным включением каждой фурмы. При этом в продувочном устройстве, через которое в данный момент не проводят продувку, поддерживают давление, исключающее затекание в него металла [2].

Недостатки этого способа заключаются в следующем:

1) в момент переключения подачи продувочного газа с одной продувочной фурмы на другую происходит замедление процесса перемешивания металла, а это удлиняет время обработки металла;

2) периодическое изменение расположения точки ввода газа в жидкий металл, т.е. переключение подачи газа с одной продувочной фурмы на другую, требует поддерживать максимальный расход продувочного газа, подаваемого на одну фурму во время обработки металла в ковше, а это ускоряет износ дорогостоящей футеровки ковша.

Целью предлагаемого способа перемешивания металла в сталеразливочном ковше является максимально возможное ускорение процесса перемешивания металла в ковше с минимальным износом огнеупорной футеровки сталеразливочного ковша.

Решение этой задачи достигается за счет того, что подача газа через каждую продувочную фурму осуществляется по синусоидальному закону:

J_n=J_n°+A_n·sin(ωt+ϕ),

где J_n - интенсивность продувки, л/мин;

J_n° - номинальная величина интенсивности, л/мин;

А_n - амплитуда, л/мин;

ω - частота, 1/мин;

t - время продувки, мин;

ϕ - смещение по фазе, рад.

Подача продувочного газа производится непрерывно с различной интенсивностью (J_n), изменяющейся во времени (t) относительно ее номинальной величины (J_n°) с определенной амплитудой (A_n), частотой (ω) и со смещением по фазе (ϕ) на каждой продувочной фурме. При этом номинальная интенсивность продувки (J_n°) и амплитуда (A_n) подбираются таким образом, чтобы максимальное значение интенсивности не превышало технологически допустимого, а именно не было выплескивания металла из ковша и не было оголения металла в ковше, а минимальное значение интенсивности было не ниже 1/3 от номинального значения.

На чертеже изображена схема перемешивания металла в ковше:

1 - ковш;

2 - продувочные фурмы;

3 - пневматическое устройство.

Предлагаемый способ перемешивания металла в ковше осуществляется следующим образом: ковш 1 с продувочными фурмами 2 устанавливается на постамент для приема выходящего из печи металла. К продувочным фурмам 2 через регулирующее пневматическое устройство 3 подводится продувочный газ, например аргон. Регулирующее пневматическое устройство 3 позволяет поддерживать требуемый режим продувки, а именно непрерывно подавать продувочный газ к фурмам с различной интенсивностью, изменяющейся по времени по синусоидальному закону относительно ее номинальной величины с определенной амплитудой и частотой со смещением по фазе на каждую продувочную фурму. После обработки на стенде у печи, ковш с металлом транспортируется на установку внепечной обработки стали. Продувочный газ снова подается к продувочным фурмам через регулирующее пневматическое устройство с теми же параметрами подачи, что и на стенде у печей. Режим продувки устанавливается в зависимости от технологических требований к выпускаемому металлу. Продувка осуществляется в течение всего периода обработки жидкого металла на установке внепечной обработки стали. Расход инертного газа колеблется от 5 до 200 л/мин на каждую продувочную фурму. Пневматическое регулирующее устройство работает в заданном автоматическом режиме, используя для своей работы энергию продувочного газа.

Непрерывная подача продувочного газа к продувочным фурмам с различной интенсивностью по синусоидальному закону ускоряет процесс перемешивания металла в сталеразливочном ковше, что позволяет уменьшить время обработки металла, снизить расход даваемых во время обработки металла материалов, уменьшить износ огнеупорной футеровки сталеразливочного ковша.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

1. Кащеев И.Д. Свойства и применение огнеупоров. М.: Теплотехник, 2004 г., 351 с.

2. Патент RU 2208054.

Способ перемешивания стали в ковше, включающий продувку стали газом через по меньшей мере две продувочные фурмы, отличающийся тем, что продувку газом через каждую продувочную фурму осуществляют непрерывно с различной интенсивностью, которую изменяют по синусоидальному закону

J_n=J_n°+A_n·Sin·(ωt+ϕ),

где J_n - интенсивность продувки, л/мин;

J_n° - номинальная интенсивность, л/мин;

A_n - амплитуда, л/мин;

ω - частота, л/мин;

t - время продувки, мин;

ϕ - смещение по фазе, рад.,

при этом осуществляют выбор номинальной интенсивности (J_n°) продувки и амплитуды (A_n) на каждой фурме не ниже 1/3 от номинальной интенсивности и не выше технологически допустимого значения максимальной интенсивности (J_n).