Агрегат комплексной обработки стали

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для внепечной обработки стали в сталеплавильных цехах. Агрегат содержит ковш, закрытый сводом, и снабжен одним или несколькими лазерами, установленными на своде и оборудованными устройствами для непрерывного кругового или возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости. Изобретение обеспечивает улучшение качества получаемой стали и снижение капитальных затрат на ее производство. 1 ил.

 

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве стали в сталеплавильных цехах.

Наиболее близкими по технической сути к предлагаемому изобретению являются агрегаты ковш-печь, в которых для нагрева стали используют электрические дуги переменного и постоянного тока (Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев A.M. Общая металлургия. - М.: Металлургия, 1998. - с.630).

Агрегат переменного тока включает закрытый сводом ковш для нагрева стали, в котором применяют три проходящих через свод графитизированных электрода, подключенных к печному трехфазному трансформатору. Агрегат постоянного тока дополнительно имеет тиристорный преобразователь переменного тока в постоянный ток и оборудован подовым электродом.

К недостаткам известных агрегатов следует отнести необходимость использования мощных трансформаторов, дорогих графитизированных электродов, тиристорных преобразователей, подового электрода, а также загрязнение металла продуктами обгорания графитизированных электродов.

Задачей изобретения является улучшение качества получаемой стали и снижение капитальных затрат на ее производство за счет устранения необходимости применения трансформаторов, тиристорных преобразователей, графитизированных и подовых электродов.

Поставленный технический результат достигается тем, что предлагаемый агрегат имеет ковш, закрытый сводом, причем на своде установлены один или несколько лазеров, оборудованных устройствами для непрерывного кругового или возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости.

Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с прототипом, и изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически осуществимо в действующих сталеплавильных цехах.

Предлагаемый агрегат (см. чертеж) имеет корпус 1, в который устанавливают ковш 2 с жидким металлом 3 на подставку 4. Корпус закрывают сводом 5. В качестве источника тепла для нагрева стали используют один или несколько оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров 6 (Физическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1990, том 2. - с.549), излучение которых направляют на поверхность жидкого металла 3. Причем лазеры оборудованы устройствами для непрерывного кругового или возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости. Эти перемещения необходимы для того, чтобы не перегревать металл в одной точке. Один или несколько лазеров работают до достижения металлом заданной температуры. Для вакуумирования металла корпус соединен с вакуумной системой трубопроводом 7. Доведение химического состава металла до заданного производят вводом легирующих материалов из бункера 8 через отверстие в своде, закрываемое шибером. Усреднение химического состава металла осуществляют продувкой инертным газом 9.

Агрегат предназначен для вакуумной обработки металла; раскисления и легирования металла с помощью специальной проволоки, содержащей алюминий, кальций, сплавы бария, бора, титана, циркония, редкоземельных элементов; обработки металла порошкообразными материалами (СаО, Al₂О₃, CaF₂), которые вдувают в металл в струе инертного газа (Ar) для удаления серы и раскисления металла; легирования металла присадкой ферросплавов, чистых элементов (никеля); продувки металла аргоном для выравнивания температуры и химического состава, удаления неметаллических включений.

После выпуска из печи ковш с металлом передают на агрегат комплексной обработки. Первая операция обработки - вакуумирование для удаления кислорода, водорода и азота. После вакуумирования производят легирование металла. Например, при выплавке нержавеющей стали типа 08-12Х18Н10Т в металл добавляют феррохром, никель, ферромарганец, ферросилиций, титан, доводя химический состав до заданного значения, затем включают оптические квантовые генераторы для нагрева металла и расплавления присаженных материалов. Мощность оптических квантовых генераторов при обработке ковша вместимостью 150 т для нагрева металла после присадки легирующих элементов на 50°С за 10 минут должна составлять 10 МВт, при нагреве за 15 минут - 7 МВт. Мощность оптических квантовых генераторов при обработке ковша вместимостью 10 т для нагрева металла после присадки легирующих элементов на 50°С за 10 минут должна составлять 0,7 МВт, при нагреве за 15 минут - 0,5 МВт. Через 10-15 минут после включения оптических квантовых генераторов металл продувают аргоном, затем отбирают пробу на полный химический анализ металла и замеряют его температуру. Если химический анализ и температура металла соответствуют заданным значениям, обработку прекращают, оптические квантовые генераторы отключают и ковш передают на разливку. В случае отклонения химического состава или температуры металла от заданных значений производят соответствующую корректировку.

Агрегат комплексной обработки стали, содержащий ковш, закрытый сводом, отличающийся тем, что он снабжен одним или несколькими лазерами, установленными на своде и оборудованными устройствами для непрерывного кругового или возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости.