Устройство для дегазации стального расплава, снабженное усовершенствованным выпускным рукавом

Авторы патента:

ОДЕНТАЛЬ Ханс-Юрген (DE)

ТЕМБЕРГЕН Дитер (DE)

C21C7/10 - обработка в вакууме

Владельцы патента RU 2473704:

СМС ЗИМАГ АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для дегазации стального расплава. Устройство содержит разливочный ковш (3), расположенную над ним емкость (2), впускной рукав (4) с расположенным в нем устройством (5) для продувки газом и выпускной рукав (1). Выпускной рукав (1) выполнен у нижней кромки (9), в радиальном направлении относительно центральной продольной оси (6) выпускного рукава (1), по меньшей мере с одним отверстием (7). Использование изобретения обеспечивает предотвращение образования локальных застойных зон в сталеразливочном ковше. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 1 пр.

Настоящее изобретение касается устройства для дегазации стального расплава, снабженного усовершенствованным выпускным рукавом. Настоящее изобретение касается, в частности, особой формы выпускного рукава, предназначенной для предотвращения локальных застойных зон (dead water region) в сталеразливочном ковше. Настоящее изобретение касается также способа дегазации жидкой стали с помощью усовершенствованного выпускного рукава.

Способ дегазации жидкой стали представляет собой способ RH (Ruhrstahl-Heraeus). При способе RH жидкая сталь из разливочного ковша по подъемной трубе подается в емкость для вакуумирования. Транспортирующий газ, в частности аргон, вводится над уровнем стальной ванны в подъемную трубу. Инжектируемый в подъемную трубу через несколько сопел поток аргона распадается на множество пузырей аргона, которые поднимаются непосредственно вблизи стенок. Подача жидкой стали становится возможной благодаря увеличению объема, благодаря аргону в подъемной трубе и благодаря разности давлений между наружным давлением воздуха и разрежением в емкости для вакуумирования. Пузыри аргона захватывают с собой расплав и обеспечивают равномерную циркуляцию расплава. Парциальное давление одновременно понижается, и реакция обезуглероживания ускоряется. Всасываемая в емкость для вакуумирования сталь распыляется. Вследствие этого происходит сильное увеличение поверхности и хорошая дегазация жидкой стали.

Кислород, который одновременно вводится на протяжении всего времени обработки и, в частности, поступает из шлака, приводит к образованию монооксида углерода (CO). CO в емкости для вакуумирования выделяется в виде газа, благодаря чему достигается желаемое обезуглероживание. Глубокое обезуглероживание может быть оптимизировано до наиболее низких значений путем дополнительного вдувания кислорода. Высокая скорость циркуляции расплава и вместе с тем увеличение потока транспортирующего газа, а также увеличение диаметра рукава вакуумной установки приводят к ускоренному процессу обезуглероживания.

Из DE 19511640 C1 известен рукав к емкости для обезуглероживания, снабженный огнеупорной облицовкой и расположенной в нем устройством для продувки газом с несколькими каналами. Каналы распределены по периметру рукава и проходят, относительно центральной продольной оси рукава, сквозь огнеупорную облицовку в радиальном направлении. Каналы с наружной стороны могут присоединяться по меньшей мере к одному подводящему газопроводу.

Каналы, служащие для образования практически непрерывной газовой завесы, расположены вдоль внутренней стенки рукава по периметру в тесной последовательности. Равномерный поток жидкой стали достигает вакуумной емкости. Распределенный по всему периметру предпочтительно мелкопузырчатый подвод газа позволяет получить особенно точное распределение обрабатывающего газа при одновременно сильно увеличенном реакционном объеме между обрабатывающим газом и стальным расплавом. Таким образом, удается обеспечить более высокую производительность и скорость обезуглероживания, так что необходимы небольшие количества восстанавливающих сред.

Из JP 6299227 A известен способ производства стали с очень небольшой долей углерода с помощью устройства дегазации, при этом впускной рукав расположен так, что расстояние между осью впускного рукава и осью ванны металла составляет не менее 10% от внутреннего диаметра ванны металла.

Из JP 1198418 A известно устройство и способ для вакуумной дегазации расплавленной стали, при этом газ вводится как во впускной, так и в выпускной рукав, и функция рукавов может попеременно изменяться.

Из JP 57200514 A известен способ дегазации расплавленной стали, при этом эффект дегазации улучшается за счет дегазации в вакуумной аппаратуре RH, в которой инертный газ вдувается в емкость со стальным расплавом со дна.

Из JP 3271315 A известен вакуумный RH-способ обезуглероживания нержавеющей стали, при этом дегазация и обезуглероживание обеспечиваются за короткое время, и потеря хрома уменьшается. Результат достигается за счет применения стали с низким содержанием кремния и за счет повторяющихся процессов дегазации и обезуглероживания с помощью вакуумной емкости RH.

Из JP 2173204 A известна вакуумная емкость для устройства дегазации RH, при этом в вакуумной емкости в месте контакта с жидкой сталью встроен ультразвуковой осциллятор для разрушения пузырей, которые образуются при вдувании газа, и для улучшения поверхности реакции при межфазной реакции.

Из JP 11158536 A известен способ плавления стали с очень низким содержанием углерода, при этом инертный газ вдувается в емкость через впускную трубу под добавленный алюминий у выпускного рукава с целью циркуляции после обезуглероживания.

Из JP 3107412 A известен способ производства стали с очень низким содержанием углерода, при этом во время обезуглероживания как во впускную, так и в выпускную трубу одновременно вдувается аргон.

Оказалось и подтверждается числовыми моделями, что в сталеразливочном ковше RH-установки образуются локальные зоны течения, так называемые застойные зоны, которые относительно поздно, только примерно через две минуты, перемешиваются с остальным расплавом.

Известные в уровне техники устройства и способы обладают тем недостатком, что в сталеразливочном ковше образуются застойные зоны, из-за которых увеличивается время гомогенизации расплава.

Застойная зона образуется обычно между выпускным рукавом и огнеупорной стенкой разливочного ковша. Благодаря направленной вниз струе расплава из выпускного рукава непосредственно из окружения вокруг выпускного рукава всасывается небольшое количество материала. В результате концентрация углерода остается там в целом на высоком уровне из-за замедленной гомогенизации. Застойная зона плохо перемешивается с остальным расплавом, так как средняя скорость течения является низкой. Из-за низкого массового, импульсного и энергетического обмена между застойной зоной с высокой концентрацией углерода и остальным расплавом с низкой концентрацией углерода расплав в ковше необходимо многократно подвергать циркуляции, пока не будет достигнуто желаемое окончательное содержание углерода. Так как расплав в ковше необходимо многократно подвергать циркуляции, время обработки является продолжительным.

В основу изобретения положена задача предложить устройство дегазации стального расплава с усовершенствованным выпускным рукавом, который уменьшит образование застойных зон.

В основу изобретения положена задача предложить усовершенствованный и надежный способ дегазации и/или обезуглероживания стального расплава, при котором уменьшится образование застойных зон.

Задача настоящего изобретения решается с помощью устройства, которое включает в себя по меньшей мере одну емкость для дегазации, один сталеразливочный ковш, один впускной рукав и одно расположенное в нем устройство для продувки газом, и один выпускной рукав. Выпускной рукав снабжен у нижней кромки в радиальном направлении, относительно центральной продольной оси выпускного рукава, по меньшей мере одним отверстием. Устройство представляет собой предпочтительно установку RH.

Вследствие происходящего эффекта Вентури углеродосодержащий расплав из застойной зоны между выпускным рукавом и футеровкой ковша всасывается и направляется в нисходящий поток выпускного рукава.

Размер и количество отверстий у нижней кромки выпускного рукава зависят от соответствующего способа RH и должны адаптироваться к нему. Важным параметрами являются геометрия и глубина погружения впускного и выпускного рукава, а также разрежение в вакуумной емкости RH.

Необходимо препятствовать тому, чтобы снаружи в выпускной рукав транспортировалось слишком много расплава и вместе с тем также всплывающий шлак одновременно всасывался со свободной поверхности сталеразливочного ковша.

Благодаря предлагаемому изобретением устройству, в частности новой форме выпускного рукава, размеры локальной застойной зоны уменьшаются. Время обработки и циркуляции расплава может быть предпочтительно сокращено. Это приводит к предпочтительному снижению расхода аргона и к дополнительному уменьшению затрат. Производительность установки RH повышается.

Один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения представляет собой выпускной рукав, который снабжен несколькими отверстиями (7), расположенными по описанной окружности на 360°. Выпускной рукав включает в себя особенно предпочтительно несколько отверстий, расположенных по описанной окружности на 180°, в направлении огнеупорной стенки разливочного ковша. Благодаря предлагаемой изобретением конфигурации выпускного рукава эффективно уменьшаются локальные застойные зоны.

Размер и количество отверстий зависят от геометрии и глубины погружения выпускного рукава, а также разрежения в емкости для вакуумирования.

Другой предпочтительный вариант осуществления изобретения представляет собой выпускной рукав, при этом отверстия имеют диаметр, равный от 10 мм до 50 мм, предпочтительно от 25 мм до 35 мм. При этих диаметрах отверстий достигаются хорошие результаты при уменьшении застойных зон.

Другой предпочтительный вариант осуществления изобретения представляет собой выпускной рукав, глубина погружения которого в стальной расплав разливочного ковша составляет от 300 мм до 1200 мм, предпочтительно от 400 мм до 1000 мм. В этом диапазоне глубины погружения достигаются хорошие результаты при уменьшении застойных зон.

Другой предпочтительный вариант осуществления изобретения представляет собой выпускной рукав, при этом одно ли несколько отверстий расположены на расстоянии от 50 мм до 900 мм, предпочтительно от 100 мм до 700 мм выше нижней кромки выпускного рукава. Благодаря этому обеспечивается наибольшее возможное вертикальное расстояние между отверстиями и шлаком в ковше. Предотвращается всасывание шлака из ковша в выпускной рукав.

Другой предпочтительный вариант осуществления изобретения представляет собой выпускной рукав, при этом отверстия расположены на выпускном рукаве в один ряд отверстий или в несколько находящихся друг над другом рядов отверстий. Предпочтительны один или два находящихся друг над другом рядов отверстий на выпускном рукаве.

Задача настоящего изобретения решается с помощью способа дегазации стального расплава, при этом

a) транспортирующий газ, в частности аргон, вводится над уровнем стальной ванны во впускной рукав,

b) жидкая сталь из разливочного ковша всасывается во впускной рукав,

c) жидкая сталь из впускного рукава подается в находящуюся над ним емкость для вакуумирования,

d) жидкая сталь подвергается дегазации и обезуглероживанию,

e) жидкая сталь подается по выпускному рукаву в разливочный ковш,

при этом выпускной рукав у нижней кромки в радиальном направлении, относительно центральной продольной оси выпускного рукава, снабжен по меньшей мере одним отверстием.

Задача настоящего изобретения решается также путем применения предлагаемого изобретением выпускного рукава в установке RH с целью уменьшения застойных зон в разливочном ковше. Благодаря применению предлагаемого изобретения выпускного рукава эффективно уменьшаются локальные застойные зоны.

Далее изобретение поясняется подробно с помощью чертежей. На чертежах изображен один из примеров осуществления изобретения.

Показано:

фиг.1 - поперечное сечение установки RH по уровню техники без отверстий в выпускном рукаве и с локальной застойной зоной между выпускным рукавом и огнеупорной стенкой разливочного ковша,

фиг.2 - поперечное сечение предлагаемой изобретением установки RH с отверстиями в выпускном рукаве и с уменьшенной локальной застойной зоной между выпускным рукавом и огнеупорной стенкой разливочного ковша,

фиг.3 - поперечное сечение предлагаемой изобретением установки RH в нерабочем состоянии и

фиг.4 - поперечное сечение предлагаемой изобретением установки RH в рабочем состоянии.

Изображенная на фиг.1 установка RH включает в себя сталеразливочную ванну 3 с объемом, равным 200 тонн. Глубина погружения выпускного рукава 1 и впускного рукава 4 составила соответственно 600 мм. Время осуществления процесса составило 85 с. В установке RH были осуществлены следующие шаги способа. Аргон 5 был введен над уровнем стальной ванны 10 во впускной рукав 4. Жидкая сталь 10 всасывалась из разливочного ковша 3 во впускной рукав 4. Жидкая сталь 10 была подана из впускного рукава 4 в находящуюся над ним емкость 2 для вакуумирования. Жидкая сталь 10 была подвергнута дегазации в емкости 2 для вакуумирования. Жидкая сталь 10 была снова подана в разливочный ковш 3 через выпускной рукав 1. Локальная застойная зона 9 образовалась между выпускным рукавом 4 и огнеупорной стенкой 8 разливочного ковша 3. Благодаря направленной вниз струе расплава из выпускного рукава 4 непосредственно из окружения вокруг выпускного рукава 1 всасывалось небольшое количество материала. В результате концентрация углерода осталась в застойной зоне 9 в целом на высоком уровне из-за замедленной гомогенизации. Застойная зона 9 плохо перемешивалась с остальным расплавом 10, так как средняя скорость течения была низкой. Продолжительность процесса была высокой.

На фиг.2 показано поперечное сечение предлагаемой изобретением установки RH I с отверстиями 7 в выпускном рукаве 1 и с сильно уменьшенной локальной застойной зоной 9 между выпускным рукавом 1 и огнеупорной стенкой 8 разливочного ковша 3. Процесс происходил как в примере на фиг.1 со следующими различиями. Выпускной рукав 1 был снабжен несколькими отверстиями 7 в радиальном направлении, относительно центральной продольной оси 6 выпускного рукава 1 со стороны, обращенной к огнеупорной стенке 8 разливочного ковша 3. Отверстия 7 были расположены на 150 мм выше нижней кромки выпускного рукава 1. Глубина погружения выпускного рукава H_{погружного стакана} составляла 400 мм. Стальной расплав 10 всасывался из непосредственного окружения выпускного рукава 1. Гомогенизация в стальном расплаве 10 происходила быстрее. В результате уменьшилась концентрация углерода в застойной зоне 9. Продолжительность процесса благодаря этому сильно сократилась.

На фиг.3 и 4 поясняется следующий пример. Сначала поясняются геометрия установки RH в таблице 1 и физические величины в таблице 2.

Таблица 1
Геометрия установки RH	Измерение	Единица
H_{расплава}	Расстояние от нижней кромки емкости для дегазации до впуска газа	1,350	метр
D₁	Диаметр емкости для дегазации	2,200	метр
D_{2 a}	Наружный диаметр впускного рукава и выпускного рукава	1,294	метр
D_{2 i}	Внутренний диаметр впускного рукава и выпускного рукава	0,650	метр
D₃	Диаметр разливочного ковша	3,396	метр
H_{погружного стакана}	Глубина погружения выпускного рукава	0,6	метр
h_{отверстия}	Расстояние от отверстия до нижней кромки выпускного рукава	0,275	метр

Таблица 2
Физические величины	Измерение	Единица
P₀	Давление в разливочном ковше в нерабочем состоянии	100000	Па
P_RH	Давление в емкости для дегазации	200	Па
r_ho	Плотность расплава	6930-7050	кг/м³
T	Температура расплава	1600	°C

Разрежение в емкости RH постепенно уменьшается, например с 250 мбар вначале понижается на 2 мбар в течение примерно 6 мин. Тогда давление, равное 2 мбар, является также минимальным давлением в емкости RH, в частности, непосредственно над поверхностью расплава в емкости RH.

Время цикла составляет в установке RH примерно от 10 мин до 50 мин. Время гомогенизации составляет в расплаве при выпускном рукаве без отверстий примерно от 90 с до 480 с. Время гомогенизации составляет в расплаве при выпускном рукаве с отверстиями примерно от 85 с до 456 с. Это означает сокращение времени цикла примерно на 5%.

Количество n отверстий составляет предпочтительно от 3 до 9. Это число предпочтительно нечетное, так как центральное отверстие должно находиться на оси, и поэтому в минимальном зазоре между футеровкой ковша и рукавом.

Угол α между отверстиями зависит от количества n отверстий. При количестве отверстий до 3 угол α составляет от 10° до 20°. Благодаря этому происходит целенаправленное отсасывание застойной жидкости из области между подачей ковша и стенкой рукава. При количестве отверстий до 9 угол α составляет от 7,5° до 11,25°. Это соответствует покрытию диапазона от 60° до 90°.

Предпочтительный диаметр отверстия находится в пределах от 10 мм до 50 мм.

При обычной глубине погружения выпускного рукава, равной H_{погружного стакана} = 600 мм, ряд отверстий должен быть расположен не более чем на 300 мм выше выпускного отверстия выпускного рукава. Ряд отверстий в вертикальном направлении должен находиться не ближе, чем на 300 мм ниже поверхности расплава в сталеразливочном ковше, иначе существует опасность, что с поверхности будет одновременно засасываться шлак.

При значениях глубины погружения, превышающих 600 мм, альтернативно могут быть также предусмотрены два или более рядов отверстий, расположенных друг над другом, смотри таблицу 2.

Предпочтительным также является один единственный, вертикальный ряд отверстий в пространстве между наружной стенкой рукава и огнеупорной футеровкой ковша. Таким образом, весь материал застойной зоны, который скапливается в основном здесь, будет очень целенаправленно всасываться в рукав.

Кроме того, отверстия в выпускном рукаве могут быть также расположены между двумя рукавами, так как и в этой области скапливается малоподвижный материал расплава.

Характерные параметры при варьировании глубины погружения выпускного рукава на примере внутреннего диаметра рукава D_i = 650 мм и разрежения в емкости RH, равного 2 мбар, приведены в таблице 3.

Таблица 3
Глубина погружения ^E)	Количество ^A)	Расстояние ^V)	Количество ^B)	Угол ^W)	Диаметр отверстия ^D)
H_{погружного стакана} в мм	м	H в мм	N	α в °	D в мм
400	1	100	3	10	30
600	1	300	5	15	30
800	2	200 500	3 5	10 15	30
1000	2	100 400 700	3 5 5	10 10 15	30
^E) Глубина погружения выпускного рукава ^A) Количество расположенных друг над другом рядов отверстий на выпускном рукаве ^V) Вертикальное расстояние между нижней кромкой рукава и рядами отверстий ^B)Количество отверстий ^W)Угол между отверстиями ^D)Диаметр отверстия

Спецификация позиций

I Установка RH для дегазации

1 Выпускной рукав

2 Емкость для вакуумирования / вакуумная емкость

3 Разливочный ковш / сталеразливочный ковш / емкость с расплавом

4 Впускной рукав / подъемная труба

5 Устройство для продувки газом / инертным газом / аргоном

6 Центральная продольная ось

7 Отверстие

8 Огнеупорная стенка

9 Застойная зона

10 Стальной расплав

P₀ Давление в разливочном ковше в нерабочем состоянии

P_RH Давление в емкости для дегазации

H_{расплава} Расстояние от нижней кромки емкости для дегазации до впуска газа

D₁ Диаметр емкости для дегазации

D₂ _a Наружный диаметр впускного рукава и выпускного рукава

D_{2 i} Внутренний диаметр впускного рукава и выпускного рукава

D₃ Диаметр разливочного ковша

rho Плотность расплава

H_{погружного стакана} Глубина погружения выпускного рукава

h_{отверстия} Расстояние от отверстия до нижней кромки выпускного рукава

H Расстояние от нижней кромки емкости для дегазации до уровня расплава

Z₁ Подъем расплава

∆z Расстояние от нижней кромки емкости для дегазации до впуска газа

T Температура расплава.

1. Устройство для дегазации стального расплава, содержащее разливочный ковш (3), расположенную над ним емкость (2) для вакуумирования, впускной рукав (4) с расположенным в нем устройством (5) для продувки газом и выпускной рукав (1), причем выпускной рукав (1) выполнен у нижней кромки (9) в радиальном направлении относительно центральной продольной оси (6) выпускного рукава (1) по меньшей мере с одним отверстием (7).

2. Устройство по п.1, в котором выпускной рукав (1) выполнен с несколькими отверстиями (7).

3. Устройство по п.1, в котором выпускной рукав (1) выполнен с несколькими отверстиями (7), расположенными по описанной окружности на 360°.

4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором выпускной рукав (1) выполнен с несколькими отверстиями (7), расположенными по описанной окружности на 180°, в направлении огнеупорной стенки (9) разливочного ковша (3).

5. Устройство по любому из пп.1-3, в котором отверстия (7) имеют диаметр от 10 мм до 50 мм.

6. Устройство по п.5, в котором отверстия (7) имеют диаметр от 25 мм до 35 мм.

7. Устройство по любому из пп.1-3, в котором глубина погружения выпускного рукава (1) в стальной расплав (10) в разливочном ковше (3) составляет от 300 мм до 1200 мм.

8. Устройство по п.7, в котором глубина погружения выпускного рукава (1) в стальной расплав (10) в разливочном ковше (3) составляет от 400 мм до 1000 мм.

9. Устройство по любому из пп.1-3, в котором одно или несколько отверстий (7) расположены на расстоянии от 50 мм до 900 мм выше нижней кромки выпускного рукава (1).

10. Устройство по п.9, в котором одно или несколько отверстий (7) расположены на расстоянии от 100 мм до 700 мм выше нижней кромки выпускного рукава (1).

11. Устройство по любому из пп.1-3, в котором отверстия (7) расположены на выпускном рукаве (1) в один ряд или в несколько находящихся друг над другом рядов.

12. Способ дегазации стального расплава, включающий введение транспортирующего газа, в частности аргона, над уровнем стальной ванны во впускной рукав (4), подачу жидкой стали (10) из разливочного ковша (3) во впускной рукав (4), подачу жидкой стали (10) из впускного рукава (4) в находящуюся над ним емкость (2) для вакуумирования, дегазацию жидкой стали (10) и подачу жидкой стали (10) по выпускному рукаву (1) в разливочный ковш (3), при этом выпускной рукав (1) у нижней кромки (9) в радиальном направлении относительно центральной продольной оси (6) выпускного рукава (1) выполняют по меньшей мере с одним отверстием (7).

13. Применение выпускного рукава устройства для дегазации стального расплава по любому из пп.1-11 в установке RH для уменьшения локальных застойных зон (9) в разливочном ковше (3).

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

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. .

Многофункциональная фурма для металлургического вакууматора // 2448166

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

Способ дегазации металла в ковше // 2446216

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

Способ циркуляционного вакуумирования стали // 2441924

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 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.

Способ металлотермического получения металлов и сплавов с вакуумированием их в жидком состоянии и устройство для его осуществления // 2557856

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечном производстве металлов и сплавов в оксидных металлотермических процессах, протекающих за счет выделения тепла в химических реакциях восстановления металлов из оксидов или концентратов. В способе экзотермическую шихту загружают на газопроницаемую уплотненную огнеупорную засыпку на днище копильника и в тонкостенный цилиндр, который предварительно устанавливают в шахте плавильного горна коаксиально его перфорированным стенкам. Пространство между тонкостенным цилиндром, стенками копильника и шахты горна засыпают зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, затем тонкостенный цилиндр, разделяющий металлотермическую шихту и зернистый огнеупорный материал, удаляют, шихту засыпают сверху также зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, инициируют начало экзотермической реакции, во время которой происходит дренажный отвод газов через газопроницаемый огнеупорный материал и перфорированные стенки горна. Плавильный горн снабжен вакууматором и разделяющей газопроницаемый огнеупорный материал шахты горна и копильника газонепроницаемой огнеупорной прокладкой, внутренний диаметр которой равен диаметру упомянутого тонкостенного цилиндра, а внешний диаметр равен диаметру опорного фланца шахты горна, при этом стенки копильника выполнены с отверстиями, а на его внутренней поверхности закреплена металлическая сетка, при этом копильник сопряжен с вакууматором и герметично соединен с корпусом шахты горна по периметру через упомянутую газонепроницаемую прокладку для обеспечения условий вакуумирования металла непосредственно в объеме копильника. Изобретение позволяет повысить плотность структуры металла и снизить в нем концентрации остаточных газов путем вакуумирования металла на заключительном этапе плавки. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Дегазация мартенситной нержавеющей стали перед переплавом под слоем шлака // 2563405

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве нержавеющей мартенситной стали. Перед этапом электрошлакового переплава слиток подвергают дегазации в вакууме в состоянии жидкого металла в течение времени, достаточного для получения содержания водорода в упомянутом слитке после упомянутого этапа электрошлакового переплава менее чем 3 ppm. Изобретение позволяет уменьшить разброс усталостного поведения нержавеющих мартенситных сталей и улучшить их среднее усталостное состояние. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Способ производства особонизкоуглеродистой стали // 2564205

Изобретение относится к области черной металлургии, в части производства особонизкоуглеродистых сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали. Способ включает выпуск металла в сталь-ковш, который осуществляют при температуре металла не менее 1630°C, вакуумное обезуглероживание проводят в течение 15-20 мин, при давлении в вакуум-камере менее 0,2 кПа, после чего повышают давление в вакуумкамере до не менее 20 кПа, затем присаживают алюминий совместно с известью в количестве, обеспечивающем получение содержания в металле алюминия не менее 0,01% и основности шлака 0,8-1,4, после чего, не менее чем через 2 мин, присаживают алюминий из расчета получения его в металле не менее 0,04%, производят легирование металла и осуществляют обработку металла кальцием в количестве 0,1-0,35 кг кальция на тонну металла, после чего сталь-ковш подают на разливку. Изобретение позволяет исключить затягивание погружных и разливочных стаканов при разливке стали за счет снижения количества неметаллических включений, а также обеспечивает увеличение выхода годного металла за счет большего количества слябов, разлитых в стационарных режимах без резкого перепада скорости разливки и значительного колебания уровня металла в кристаллизаторе. 2 табл.

Способ производства низкоуглеродистой стали // 2575901

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для получения низкоуглеродистых сталей с использованием установок вакуумирования стали в сталеплавильных цехах металлургических заводов. В способе осуществляют выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в сталеразливочный ковш, ввод раскислителей, вакуумирование в два этапа. Перед вакуумированием металла производят его электронагрев до температуры 1630…1640°С, на первом этапе вакуумирования устанавливают разрежение в вакуум-камере от 150 до 100 мбар и производят продувку металла кислородом с расходом 1000…1500 м3/ч, причем продолжительность первого этапа вакуумирования составляет 15 мин при начальном содержании углерода в стали не более 0,05% и 18 минут при содержании углерода более 0,06%, на втором этапе после окончания продувки кислородом устанавливают расход аргона для перемешивания металла 1500 л/мин и продолжают вакуумирование до достижения разрежения в вакуум-камере не более 1,2 мбар, при данном разрежении выдерживают металл не менее 10 мин. Изобретение позволяет получить сталь с содержанием углерода не более 0,0020%. 1 табл.