Способ дегазации металла в ковше

Авторы патента:

Галкин Виталий Владимирович (RU)

Алексеев Леонид Вячеславович (RU)

Николаев Олег Анатольевич (RU)

Валиахметов Альфред Хабибуллаевич (RU)

Снегирев Владимир Юрьевич (RU)

Сарычев Борис Александрович (RU)

Пехтерев Сергей Валерьевич (RU)

C21C7/10 - обработка в вакууме

Владельцы патента RU 2446216:

Открытое Акционерное Общество "Магнитогорский металлургический комбинат" (RU)

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к внепечной обработке металла в ковше. Способ включает установку над ковшом вакуум-камеры с двумя патрубками, погружение двух патрубков вакуум-камеры под уровень металла в ковше, создание в вакуум-камере остаточного давления и подачу по трубопроводу в патрубок вакуум-камеры инертного газа под давлением. Перед проведением процесса вакуумирования осуществляют раскисление металла и шлака в ковше до получения содержания свободного растворенного кислорода в металле не более 3 ppm. Затем наводят высокоосновной покровный шлак и производят десульфурацию металла до содержания серы не более 20 ppm. Далее осуществляют вакуумирование металла продолжительностью 20…22 мин при разрежении не более 2,0 мбар с расходом аргона в патрубке вакуум-камеры 4,2…5,6 л/(мин·т). Использование изобретения обеспечивает снижение выхода брака и расширение марочного сортамента выплавляемого металла.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к внепечной обработке металла в ковше.

Известен способ циркуляционного вакуумирования металла в ковше, включающий установку ковша под вакуум-камеру, погружение под уровень металла в ковше двух патрубков вакуум-камеры, создание в камере остаточного давления, а также подачу под давлением в один из патрубков инертного газа аргона по трубопроводу. При этом, поднимаясь вверх, аргон эжектирует металл, находящийся в патрубке, в результате чего металл подвергается вакуумированию [Колпаков С.В. и др. Технология производства стали в современных конвертерных цехах. - М.: Машиностроение, 1991, с.203].

Недостатками известного способа являются низкая эффективность циркуляционного вакуумирования металла в ковше и невозможность удаления азота во время вакуумирования.

В качестве прототипа выбран способ циркуляционного вакуумирования металла в ковше, включающий установку над ковшом вакуум-камеры с двумя патрубками, один из которых соединен с трубопроводом для подачи инертного газа, погружение двух патрубков вакуум-камеры под уровень металла в ковше, создание в вакуум-камере остаточного давления и подачу по трубопроводу в патрубок вакуум-камеры инертного газа под давлением [патент РФ №2092579, кл. С21С 7/10].

Вакуумирование металла (дегазация) в существующем способе осуществляется без учета содержания в металле свободного растворенного кислорода и серы, что делает технически невозможным процесс удаления азота во время вакуумирования. В приведенном в патенте примере циркуляционное вакуумирование осуществляется при остаточном давлении (разрежении) 6…8 мбар, что является недостаточным для требуемого удаления водорода и азота из металла.

Желаемым техническим результатом изобретения является снижение содержания азота во время вакуумирования на 20 ppm и более, а также получение металла с содержанием водорода не более 15 ppm.

Для этого предлагается способ дегазации металла в ковше, включающий установку над ковшом вакуум-камеры с двумя патрубками, погружение двух патрубков вакуум-камеры под уровень металла в ковше, создание в вакуум-камере остаточного давления и подачу по трубопроводу в патрубок вакуум-камеры инертного газа под давлением, в отличие от ближайшего аналога перед проведением процесса вакуумирования осуществляют раскисление металла и шлака в ковше до содержания свободного растворенного кислорода в металле не более 3 ppm, после чего наводят высокоосновный покровный шлак и производят десульфурацию металла до содержания серы не более 20 ppm, далее производят вакуумирование металла продолжительностью 20…22 мин при разрежении не более 2,0 мбар с расходом аргона в патрубке вакуум-камеры 4,2…5,6 л/(мин·т).

Сущность изобретения заключается в совершенствовании способа дегазации стали путем создания рациональных условий для циркуляционного вакуумирования металла в ковше.

Заявленные пределы подобраны экспериментальным путем.

Начальное содержание в металле свободного кислорода и серы, продолжительность вакуумирования, разрежение и расход аргона в патрубке вакуум-камеры выбраны с целью получения требуемого удаления азота и водорода из металла. При начальных содержаниях в металле перед вакуумированием: кислорода более 3 ppm, серы - более 20 ppm в стали, при уменьшении продолжительности вакуумирования менее 20 мин, увеличении разрежения более 2,0 мбар и уменьшении расхода аргона в патрубке вакуум-камеры менее 4,2 л/(мин·т) не решается техническая задача изобретения в части удаления 20 ppm азота, а также снижения содержания водорода в металле до 15 ppm. Увеличение продолжительности вакуумирования более 22 мин и увеличении расхода аргона более 5,6 л/(мин·т) приводит к повышенному износу футеровки вакуум-камеры, что увеличивает себестоимость стали.

Заявленный способ внепечной обработки стали был реализован в кислородно-конвертерном цехе при производстве более 200 плавок трубных марок стали.

Выплавка металла осуществлялась в 370-т кислородных конвертерах. Обработка металла осуществлялась на установке вакуумирования стали №2. Среднее содержание серы и азота в металле перед раскислением составило 0,0156% и 0,0075% соответственно, а среднее суммарное содержание оксидов железа и марганца в шлаке до раскисления металла и шлака составило 5,2%. Перед проведением процесса вакуумирования производилось глубокое раскисление металла и шлака на установке печь-ковш №2 алюминиевой катанкой в количестве 200…400 кг до получения содержания свободного растворенного кислорода не более 3 ppm. Среднее суммарное содержание оксидов железа и марганца в шлаке после раскисления составило 0,8%. Далее наводился высокоосновный покровный шлак путем присадки извести в количестве 1500…2500 кг и плавикового шпата в количестве 400…600 кг, и производилась десульфурация металла до содержания серы не более 20 ppm. Среднее содержание серы и азота в металле перед вакуумированием составило 0,0018% и 0,0077% соответственно. Среднее содержание водорода в металле перед вакуумированием составило 5,2 ppm. Вакуумирование металла осуществлялось в течение 20…22 мин, разрежение в вакуум-камере во время процесса составляло 0,6…1,8 мбар, а расход аргона в патрубке - 4,2…5,6 л/(мин·т). Среднее содержание азота и водорода в металле после вакуумирования составило 0,0054% и 1,4 ppm соответственно.

Предложенный способ дегазации металла в ковше позволил снизить выход брака и несоответствующей продукции с повышенным содержанием азота в готовой стали, снизить отсортировку металла после прокатки по дефекту «газовый пузырь», расширить марочный сортамент выплавляемого металла.

Способ дегазации металла в ковше, включающий установку над ковшом вакуум-камеры с двумя патрубками, погружение двух патрубков вакуум-камеры под уровень металла в ковше, создание в вакуум-камере остаточного давления и подачу по трубопроводу в патрубок вакуум-камеры инертного газа под давлением, отличающийся тем, что перед проведением процесса вакуумирования осуществляют раскисление металла и шлака в ковше до содержания свободного растворенного кислорода в металле не более 3 ppm, после чего наводят высокоосновный покровный шлак и производят десульфурацию металла до содержания серы не более 20 ppm, далее осуществляют вакуумирование металла продолжительностью 20…22 мин при разрежении не более 2,0 мбар с расходом аргона в патрубке вакуум-камеры 4,2…5,6 л/(мин·т).

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при внепечном рафинировании стали путем циркуляционного вакуумирования. .

Способ производства низкоуглеродистой стали // 2437942

Изобретение относится к металлургии, конкретно к способу получения низкоуглеродистых сталей. .

Подъемный механизм для сталеразливочных ковшей при обработке стали на установках rh // 2431595

Изобретение относится к подъемному механизму для подъема заполненного жидкой сталью ковша со сталевоза к погружным трубам сосуда для вакуумной обработки на установке RH.

Способ вакуумирования стали // 2430974

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при внепечном рафинировании стали. .

Агрегат для удаления мышьяка из железоуглеродистого расплава под вакуумом // 2428486

Изобретение относится к области металлургии, а именно к внепечной обработке жидкого металла. .

Способ снижения прочностных характеристик металла стальной длинномерной заготовки и устройство для его осуществления // 2412773

Изобретение относится к производству длинномерных цилиндрических изделий, в частности к производству калиброванной стали и проволоки. .

Способ дегазации расплавленного металла // 2401870

Изобретение относится к металлургии. .

Способ вакуумирования стали в ковше // 2377097

Способ оборотного водоснабжения установок вакуумирования стали // 2372408

Изобретение относится к схемам оборотного водоснабжения и может быть использовано в металлургии. .

Способ выплавки конвертерной хромоникельмолибденовой стали // 2365632

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству легированной стали. .

Многофункциональная фурма для металлургического вакууматора // 2448166

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству

Подводящий рукав для работающего по методу руршталь-гереус дегазирующего резервуара для металлургических расплавов // 2468092

Изобретение относится к области металлургии, в частности к циркуляционному вакуумированию жидкой стали

Способ ремонта футеровки патрубка вакууматора // 2469101

Изобретение относится к металлургии, в частности к ремонту внутренней футеровки патрубка вакууматора

Устройство для дегазации стального расплава, снабженное усовершенствованным выпускным рукавом // 2473704

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для дегазации стального расплава

Способ производства низкоуглеродистой стали // 2495139

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства низкоуглеродистой стали. В способе во время выпуска стали в сталеразливочный ковш производят предварительное раскисление и легирование марганецсодержащими ферросплавами, внепечную обработку металла проводят на установке циркуляционного вакуумирования стали, причем устанавливают разрежение в вакуумкамере не более 10 мбар и расход аргона для перемешивания от 0,8 до 1,1 л/(т*мин), после чего производят окончательное раскисление и легирование металла в вакуумкамере алюминиевой дробью в количестве 1,5…2,5 кг/т из расчета получения требуемого содержания алюминия в металле, при этом общую продолжительность вакуумирования устанавливают от 10 до 15 мин. Изобретение позволяет максимально удалить неметаллические включения, снизить расход алюминия и стабилизировать процесс разливки металла за счет улучшения качества разливаемой стали.

Способ производства стали // 2499838

Изобретение относится к области металлургии и может найти применение при выплавке и внепечной обработке конструкционных сталей различных марок. Способ включает выплавку в дуговой печи полупродукта, выпуск расплава в ковш, присадку твердо-шлаковой смеси и легирующих, обработку расплава основным шлаком, усреднительную продувку аргоном, контроль окисленности расплава, раскисление алюминием, вакуум-шлаковую обработку и разливку в вакууме, причем выпуск расплава в ковш ведут без отсечения шлака, а обработку расплава в ковше ведут шлаком с основностью (СаО+Аl2O3)SiO2 равной 4,5…16, при этом вакуум-шлаковую обработку проводят дважды при условии, что первую вакуум-шлаковую обработку начинают при активности кислорода в расплаве 0,01…0,05 мас.% и суммарном содержании в шлаке оксидов железа и марганца в диапазоне 15…25 мас.%, а вторую вакуум-шлаковую обработку - при активности кислорода в расплаве не более 0,01 мас.% и суммарном содержании в шлаке оксидов железа и марганца не более 5 мас.%, а перед второй вакуум-шлаковой обработкой проводят дополнительную присадку шлакообразующих и легирующих. Изобретение позволяет создать экономичную технологию производства стали, обеспечивающую содержание в стали водорода не более 0,00025 мас.% и серы не более 0,0050 мас.%, а также повысить вязкость и пластичность стали. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Способ производства стали // 2499839

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству сталей с низким содержанием углерода, преимущественно для нужд энергетики и создания оборудования, работающего в условиях сверхкритических параметров пара. Способ включает выплавку стали в сталеплавильном агрегате, выпуск расплава в ковш, контроль химического состава расплава, легирование, раскисление, вакуумирование и разливку, причем легирование и раскисление расплава дополнительно ведут редкоземельными металлами и/или их лигатурами, при этом легирование азотом проводят перед завершением раскисления введением в ковш твердых азотсодержащих материалов и/или продувкой газообразным азотом, а суммарное количество раскислителей, вводимое в расплав для достижения заданного содержания кислорода в стали, определяют по формуле: ΣR=1,2÷3,0(ао-[%Огот], где ΣR - суммарное содержание раскислителей, мас.%, aо - активность кислорода в расплаве, мас.%, [%Oгот] - заданное содержание кислорода в стали, мас.%. Изобретение позволяет повысить качество выплавляемой стали, уменьшить содержане неметаллических включений, а также повысить механические и эксплуатационные свойства стали. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

Вакуум-камера // 2499840

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, конкретно - к оборудованию для внепечного вакуумирования жидкой стали. Вакуум-камера содержит три погружных патрубка. Патрубки выполнены с наклоном относительно вертикальной оси вакуум-камеры и расположены со смещением относительно этой оси на расстояние 1-1,5d, где d - внутренний диаметр патрубка. Каждый патрубок снабжен футерованной огнеупорным материалом вставкой, расположенной между днищем вакуум-камеры и верхней поверхностью патрубка, и соплами для подачи транспортирующего газа, расположенными с нижней стороны, противоположно вставке. Использование изобретения обеспечивает расширение функциональных возможностей вакуум-камеры за счет интенсификации перемешивания металла в ковше. 4 ил.

Система холодильной плиты и способ установки холодильных плит в металлургической печи // 2501864

Изобретение относится к области металлургии, в частности к облицовке стенки металлургической печи, выполненной в виде системы. Система содержит первую холодильную плиту и соседнюю вторую холодильную плиту. Каждая холодильная плита имеет лицевую сторону, обращенную к внутреннему пространству печи, противоположную заднюю сторону, обращенную к стенке печи, и четыре торцевые стороны. Между двумя соседними холодильными плитами расположен заполняющий зазор вкладыш. Вкладыш содержит металлическую переднюю пластину с обращенной к внутреннему пространству печи передней стороной и фиксирующее средство для установки передней пластины между двумя соседними холодильными плитами таким образом, что передняя пластина простирается между торцевыми сторонами обеих холодильных плит, а передняя сторона передней пластины установлена заподлицо с лицевыми сторонами обеих холодильных плит. Использование изобретения обеспечивает защиту холодильных плит от неравномерной эрозии. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил.

Патрубок погружной для вакууматора // 2557046

Изобретение относится к металлургическому оборудованию и может быть использовано на металлургических предприятиях при внепечном вакуумировании стали. Патрубок погружной состоит из металлической конструкции, футерованной огнеупорными кольцами и облицованной огнеупорным бетоном. Нижнее огнеупорное кольцо выполнено г-образной формы, а патрубок снабжен опорным металлическим кольцом, закрепленным под упомянутым нижним огнеупорным кольцом, а между внутренней поверхностью металлической конструкции и наружной поверхностью огнеупорных колец, включая упомянутое нижнее огнеупорное кольцо, размещен компенсирующий температурное расширение буферный слой. Изобретение позволяет значительно повысить огнеупорную стойкость всей конструкции и увеличить долговечность разработанного погружного патрубка. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.