Агрегат комплексной обработки жидкой стали (акос)

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для внепечной обработки жидкой стали инертными газами и сыпучими порошкообразными материалами в агрегате ковш-печь, который снабжен закрепленной на корпусе ковша под его сводом футерованной фурмой для продувки жидкого металла инертным газом с установленным в верхней ее части защитным конусом, имеющим сопла для подачи инертного газа на шлак вокруг фурмы, при этом полые электроды установлены в отверстиях по центру свода ковша, а упомянутое устройство для продувки жидкого металла в днище ковша размещено со смещением от осей полых электродов. Изобретение обеспечивает интенсивное перемешивание жидкого металла газовыми потоками в трех горизонтах ковша, т.е. внизу у поверхности днища ковша, в середине объема ковша и сверху у поверхности металла, что позволяет достигнуть более высокой гомогенизации расплава по составу и температуре, интенсифицировать дегазацию металла и удаление неметаллических включений из него. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к агрегату ковш-печь для внепечной обработки жидкой стали в ковше инертными газами (аргоном, азотом и др.) и сыпучими порошкообразными материалами с применением электродугового подогрева [1] металла и шлака под водоохлаждаемым сводом тремя электродами от печного трансформатора. В своде над ковшом имеются три отверстия для прохода электродов и отверстие для загрузки сыпучих материалов из бункеров с весовыми устройствами, а также предусмотрена [1] подача инертных газов и кислорода для рафинирования жидкого металла с использованием цехового компьютера.

Известен агрегат для обработки жидкого металла в ковше [2] с помощью футерованной фурмы и устройства для подачи аргона или азота снизу через днище ковша [3].

При продувке жидкой стали в ковше инертными газами через фурму с защитным конусом [2, 4] или через сопла устройства в днище ковша [3] на поверхности продуваемого металла образуется оголенная часть поверхности металла от шлака [4], что является недостатком известных агрегатов комплексной обработки жидкой стали (АКОС), т.е. в агрегатах ковш-печь.

Для устранения этих недостатков при использовании в ковше футерованной фурмы через сопла под конусом защиты [2, 4] подают инертный газ (азот или аргон) на поверхность оголяемого из-под шлака металла, а для обеспечения более рассредоточенной подачи инертных газов в объем жидкого металла в ковше агрегата организуют подачу инертных газов не только через фурму с конусом [2] и устройство в днище ковша [1, 4], но и через осевые отверстия в трех полых электродах [3], установленных в своде агрегата над ковшом.

Наиболее близким к изобретению является агрегат обработки жидкой стали в ковше [5] с продувкой расплава через днище ковша и через отверстия в полых электродах. Данный агрегат ковш-печь дополняется продувкой жидкой стали в ковше инертными газами на основе использования [2] футерованной фурмы с конусом защиты поверхности оголенного металла от окисления воздухом.

Однако все вышеназванные агрегаты (АКОС) обладают крупными недостатками, заключающимися в том, что в них не осуществляется одновременное совместное использование методов продувки жидкого металла инертными газами через днище ковша и отверстия в полых электродах, а также при использовании футерованной фурмы с конусом защиты. Все это не позволяет достигнуть высоких скоростей рафинирования жидкой стали от газов (кислорода, водорода и др.) и неметаллических включений (Al3O3, TiO2, SiO2, CaO и др.), а также не обеспечивает высокую степень десульфурации жидкой стали на границе раздела шлак-металл с подогревом расплава от электрических дуг в торцах электродов агрегата ковш-печь.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков и повышение эффективности внепечной обработки жидкой стали в АКОС при использовании в агрегате комплекса перечисленных методов и устройств для подачи инертных газов через днище ковша, фурму и полые электроды в своде агрегата ковш-печь.

Технический результат изобретения, включающий продувку жидкого металла в ковше потоками инертного газа, снизу с помощью устройства в днище ковша и через осевые отверстия в полых электродах, установленных в своде агрегата, позволяет обеспечивать интенсивное перемешивание жидкого металла газовыми потоками в трех горизонтах ковша, т.е. внизу у поверхности днища ковша, в середине объема ковша и сверху у поверхности металла или на поверхности границы раздела шлак-металл. Интенсивное перемешивание и движение слоев металла на разных горизонтах ковша позволяет достигнуть более высокой гомогенизации расплава по составу и температуре, интенсифицировать дегазацию металла и удаление неметаллических включений из него, а степень охлаждения жидкого металла от вдуваемых в него инертных газов регулируется электродуговым подогревом металла и шлака в агрегате ковш-печь.

Технический результат достигается следующим образом.

Агрегат комплексной обработки жидкой стали (АКОС), содержащий ковш с жидким металлом и шлаком, установленные в своде ковша три полых электрода и установленное в днище ковша устройство для продувки жидкого металла инертными газами, отличается тем, что он снабжен закрепленной под сводом на корпусе ковша футерованной фурмой для продувки жидкого металла инертными газами с установленным в верхней ее части защитным конусом с соплами для подачи инертных газов на шлак вокруг упомянутой фурмы, при этом полые электроды установлены в отверстиях по центру свода ковша, а упомянутое устройство для продувки жидкого металла инертными газами размещено напротив упомянутой фурмы в расположенном вне осей полых электродов пространстве.

Три полых электрода над сводом снабжены электрической подводкой к трансформатору и имеют устройство для подачи инертных газов и сыпучих материалов в жидкий металл через осевые отверстия упомянутых электродов.

Полые электроды установлены с возможностью подачи струй инертного газа ниже границы раздела шлак-металл.

Торец футерованной фурмы размещен от днища ковша на расстоянии более длины струи инертного газа, вытекающей из отверстия в торце фурмы.

Предлагаемый агрегат, имеющий существенное отличие от прототипа [5], осуществляет работу в соответствии со схемой, представленной на чертеже.

После выпуска жидкой стали из, например, дуговой печи в ковше (1), последний направляют на стенд агрегата ковш-печь. На стенде ковш с устройством в днище ковша (2), жидким металлом (3) и шлаком (4) накрывают сводом (5) и опускают с помощью механизма электрододержателя (6) электроды (7) с включением электричества для электроподогрева металла (3) и шлака (4) в ковше (1). Через полые электроды (7) представляется возможным подавать инертный газ (8) и сыпучие материалы в зону электрических дуг (9) на шлак (4) и жидкий металл (3). Нагрев металла и шлака электрическими дугами (9) осуществляется одновременно с подачей инертных газов (8), расход которых регулируется и осуществляется постоянно или периодически в соответствии с требованиями технологи внепечной обработки жидкой стали. При этом в ковше производится продувка жидкого металла (10) инертными газами (аргоном или азотом) через футерованную фурму (11), закрепленную стационарно на корпусе ковша (12). Фурма (11) в верхней ее части имеет защитный металлический конус (13) с соплами для подачи струй инертного газа на шлак и металл вокруг фурмы (11). Для продувки металла через отверстие (14) в фурме подают инертный газ (10) для перемешивания расплава струями газа (15) над днищем ковша (16). На чертеже представлены области (А, Б, В) преимущественного воздействия потоков инертных газов на объемы жидкого металла в ковше.

При этом агрегат комплексной обработки стали (АКОС), включающий в себя свод и ковш с жидким металлом и шлаком, три полых электрода в своде ковша, устройство в днище ковша и футерованную фурму с защитным конусом для продувки жидкого металла инертными газами, отличается тем, что футерованная фурма с защитным конусом закреплена на корпусе ковша под сводом, а устройство в днище ковша размещено напротив футерованной фурмы, но в пространстве вне осей полых электродов, которые расположены в отверстиях по центру свода ковша.

Кроме того, агрегат комплексной обработки стали (АКОС) отличается тем, что защитный конус фурмы имеет сопла для подачи инертных газов на шлак, причем защитный конус с соплами при этом размещен в верхней части фурмы под сводом в ковше.

К тому же, агрегат комплексной обработки стали (АКОС) отличается тем, что три полых электрода над сводом снабжены электрической подводкой к трансформатору и имеют устройство, позволяющее осуществить подачу инертных газов и сыпучих материалов в жидкий металл через осевые отверстия полых электродов.

В то же время агрегат комплексной обработки стали (АКОС) отличается тем, что полые электроды размещены в шлаке с тем, чтобы струи инертного газа достигали поверхности металла ниже границы раздела шлак-металл.

Одновременно с этим агрегат комплексной обработки стали (АКОС) отличается тем, что торец футерованной фурмы размещен от днища ковша на расстоянии более длины газовой инертной струи, вытекающей из отверстия в торце фурмы.

Эффективность внепечной обработки металла в АКОС [3, 4] в сравнении с прототипом [5] существенно возрастает при осуществлении рассредоточенной продувки расплава инертными газами.

Экономический эффект при этом обеспечивается за счет ускорения процессов перемешивания металла в зонах А, Б и В, интенсификации дегазации металла и удаления неметаллических включений, что приводит к уменьшению длительности режима продувки расплава в ковше, снижению удельного расхода электроэнергии и повышению показателей качества литых заготовок.

Литература

1. Электрические и конструктивные особенности установки печь-ковш фирмы NSC. (Пер.с англ.), 1988. - С.1129-1133. Реф. журнал ВИНИТИ. 15. Металлургия. 15. В. Производство чугуна и стали №11, 1989. - С.64 (11 В491).

2. Меркер Э.Э. и др. Роспатент, (19) RU (11)2009209Cl(51)5, C21C 7/072, Б.И. №5, 1994 г. Способ азотирования жидкой стали в ковше.

3. Агапитов Е.Б. Развитие системы управления электродуговой установкой печь-ковш с целью повышения нагрева//Изв. Вузов. Электромеханика. 2006 г. - №4. - С.81-84.

4. Меркер Э.Э. и др. Патент РФ RU №2369644 С2, по заявке 2005130959/02 от 05.10.2005. Опубл. 10.10.2009. Бюл. №28. Способ азотирования жидкой стали в ковше.

5. Бигеев и др. Патент на полезную модель 62048 РФ, МПК С21С 7/00. Установка печь-ковш. Заявка №2006138419/22 от 30.10.2006; опубл. 27.03.2007, БИМП №9, с.597.

1. Агрегат для комплексной обработки жидкой стали (АКОС), содержащий ковш с жидким металлом и шлаком и установленные в своде ковша три полых электрода, а в днище ковша - устройство для продувки жидкого металла инертным газом, отличающийся тем, что он снабжен закрепленной на корпусе ковша под его сводом футерованной фурмой для продувки жидкого металла инертным газом с установленным в верхней ее части защитным конусом, имеющим сопла для подачи инертного газа на шлак вокруг фурмы, при этом полые электроды установлены в отверстиях по центру свода ковша, а упомянутое устройство для продувки жидкого металла в днище ковша размещено со смещением от осей полых электродов.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что полые электроды над сводом снабжены электрической подводкой к трансформатору и имеют устройство для подачи инертного газа и сыпучих материалов в жидкий металл через осевые отверстия упомянутых электродов.

3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что полые электроды установлены с возможностью подачи струй инертного газа ниже границы раздела шлак-металл.

4. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что торец футерованной фурмы размещен на расстоянии от днища ковша, превышающем длину струи инертного газа, вытекающей из отверстия в торце фурмы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу и комплексу для производства стали. Комплекс содержит дуговую печь, ковшевую металлургическую печь, устройство вакуумирования и участок разливки, при этом производительность комплекса для производства стали ограничена плавильной мощностью дуговой печи.
Изобретение относится к металлургии, в частности к сплавам для легирования, рафинирования и модифицирования сталей для изготовления деталей, работающих при температурах до минус 60°С.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к присадке проволоки с наполнителем для легирования расплавленной стали. Проволока содержит металлическую оболочку, расположенную вокруг смешанного вещества, состоящего из FeNb и Si.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в литейном производстве при изготовлении отливок с повышенными механическими и служебными свойствами.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу производства рельсовой стали в кислородном конвертере. Способ включает загрузку в конвертер твердых шихтовых материалов, заливку жидкого чугуна, продувку расплава кислородом через фурму.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способу производства рельсовой стали. Способ включает продувку расплава кислородом, выпуск расплава в ковш, наводку покровного шлак в ковше, обработку расплава в вакууматоре.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам и производству сталеплавильных высокомагнезиальных флюсов, применяемых в конвертере или электросталеплавильной печи, а также в процессе доводки стали в сталеразливочном ковше.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству особонизкоуглеродистой холоднокатаной изотропной электротехнической стали. Способ включает комбинированную продувку металла в конвертере, обезуглероживание металла в вакууме, легирование стали рафинированным от углерода ферросилицием, непрерывную разливку жидкого металла в слябы из футерованного сталеразливочного ковша через промежуточный ковш в кристаллизатор МНЛЗ с использованием в последнем шлакообразующей смеси, содержащей не более 1,5% углерода, горячую прокатку, нормализационный отжиг, травление, холодную прокатку до окончательного размера и окончательный отжиг, при этом во время легирования присаживают ферросилиций с содержанием углерода не более 0,02% в количестве, обеспечивающем содержание кремния в расплаве в пределах 0,5÷3,2%, разливку жидкого металла в слябы ведут с присадкой в промежуточный ковш теплоизолирующей смеси с содержанием углерода не более 2%, при этом используют сталеразливочный ковш с основной футеровкой, в которой содержание углерода не более 2%.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству особонизкоуглеродистых сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали.

Изобретения относятся к черной металлургии, а конкретно к выплавке стали в сталеплавильном агрегате - электродуговой печи, кислородном конвертере или индукционной печи.

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к непрерывной разливке металла на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) с плазменным подогревом металла в промежуточном ковше.

Изобретение относится к металлургии. .

Изобретение относится к устройствам для подогрева или поддержания в нагретом состоянии емкости, используемой в отделении выплавки для транспортировки металла, в частности ковша.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для нагрева и сушки металлургических ковшей. .

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при нагреве или сушке ковшей горелкой. .

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при нагреве и сушке футеровки металлургических ковшей. .

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при нагреве и сушке футеровки металлургических ковшей. .

Изобретение относится к черной металлургии. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу комплексной внепечной обработки жидкой стали в ковше инертными газами. Осуществляют электродуговой подогрев металла со шлаком тремя полыми электродами, установленными по центру свода агрегата ковш-печь, продувку и перемешивание металла у его поверхности и внизу у поверхности днища инертными газами, подаваемыми через отверстия в полых электродах, и через устройство в днище ковша, соответственно. Дополнительно осуществляют продувку и перемешивание металла инертными газами в середине объема ковша с помощью футерованной фурмы с защитным конусом, закрепленной на корпусе ковша и размещенной напротив устройства для подачи инертного газа в днище ковша, при этом продувку металла инертными газами через футерованную фурму с защитным конусом осуществляют одновременно или раздельно с продувкой через отверстия в полых электродах и устройство в днище ковша. Изобретение обеспечивает интенсивное перемешивание жидкого металла газовыми потоками в трех горизонтах ковша, что позволяет достигнуть более высокой гомогенизации расплава по составу и температуре, интенсифицировать дегазацию металла и удаление неметаллических включений из него, а степень охлаждения жидкого металла от вдуваемых в него инертных газов регулируют электродуговым подогревом металла и шлака, что позволяет существенно повысить качество получаемых металлических изделий. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх