Способ вакуумной обработки жидкого металла в струе

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 532637 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15,08,75 (21) 2170928/02 (51) М. Кл.е

С 21 С 7/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.10.76,Бюллетень ¹39

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 669.046,,517(088.8) (4б) Дата опубликования описания 24.01.77

В, Г. Иванов, А. И. Манохин, Ю. А. Нефедов, А. Г. Зубарев, В. Т. Терещенко и В. Г. Журавлев (72) Авторы изобретения

Научно-производственное объединение "Тулачермет и Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (71) Заявители (54) СПОСОБ ВАКУУМНОЙ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА В СТРУЕ

Изобретение относится к вакуумной об- работке жидкого металла, преимущественно стали и ферросплавов, и может исполь зоваться при струйном вакуумировании ме талла, с целью его глубокой дегазации и в практически полного удаления вредных при!- .месей цветных металлов и неметалличес-

;ких включений, С целью более полного удаления примесей цветных металлов, газов и неметаллические ,включений, металл в струе нагревают до

:.0,8-1,0 температуры его кипения в разре- женном пространстве. При этом упругость пара обрабатываемого металла становится близкой или равной остаточному давлению в разреженном пространстве, что позволяет независимо от степени раскисленности металла обеспечить интенсивное кипение, сопровождающееся предельно глубоким газо» выделением из металла и практически пол=

Наиболее близок к изобретению способ IO вакуумной обработки жидко о металла в струе, включающий перелив его в приемную футерованную емкость, помещенную в вакуумную камеру. Для повышения степе- ни нагрева металла и более глубокого его f5 рафинирования без увеличения расхода электроэнергии на струю воздействуют электро,дуговым разрядом вдоль ее продольной оси.

Однако повышение степени нагрева м 1 талла без.увеличения расхэда электроэнер-, Ю гии предусматривает нагрев с большим коэффициентом использования подводимого тепла, но до обы шой температуры, достаточной1для нормальной разливки металла и

1 о составляющей 1570-1600 С, при остаточ- 25

; ном давлении в вакуумной камере 1-10 мги рт. Ст.

Кроме того, при вакуумировании струи раскисленногоили даже частично раскислен/ ого металла сильными раскислителями

:эффект дегазации и удаление примесей

1 цветных металлов не наблюдается или езко снижается, и при 1570-1600 С э а чительная часть неметаллических включе ний (особенно экзогенных) находится в твердом состоянии, что затрудняет их коа ,гулянию и выделение иа металла.

ЗЗ26З7

ЦНИИПИ Заказ 5567/216 Тираж 650 Подписное

Филиал Г111Г1 "!1атент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4.«n-rM удалением примесей цветных металлов, и пеметаллических включений.

Предлагаемый способ осуществляется сле дуюшим образом.

Жидкий металл (полупродукт) из печи 5 или ковша поступает в промежуточную. ем-.. кость, установленную на крышке вакуумной камеры, и затем через отверстие в дне, громежуточной емкости — в разливочный . овш или другую приемную футерованную 10 емкость, находящуюся в вакуумном пространстве. Для эффективного прогрева всей мас сы свободно падающей струи и стабильного ,получения заданной температуры при заданяом, 1. остаточном давлении в вакуумном прост-! ранстве на струю воздействуют электродуговым разрядом вдоль ее продольной оси н:гем создания разности электрических потенциалов между слоями металла в про-.

J межуточной и приемной емкостях. Устойчивого горения дуги внутри струи добиваютс1я полным разбрызгиванием металла к концу падения на капли.

Последнее легко осуществить подбором исходной газонасышенностй металла, скорости откачки газов из камеры и необходимых размеров и формы отверстия в дне промежуточной емкости.

Разность электрических. потенциалов, 1обеспечиваюшая возникновение в струе электродугового разряда, создают с помошью1 нагример, электрических контактов, устанавливаемых в футеровке промежуточной

v.п.риемной емкостей у их дниш и подклю|аемых к трансформатору. В этих условиях

35 остаточное давление в камере и .темпера-. тура металла в струе легко выдерживаются в заданных, пределах регулированием скорости откачки и мошНости воздействую+ шеро на струю. электродугового разряда.

49

Нагрев металла в струе. до 0,8-1,0 температуры его кипения в вакуумном.пространстве обусловлен следующим.

При вакуумировании кипящей стали, нам

4Ь пример, при Рост = 7 мм рт. ст. достаточно иметь температуру металла в струе около 1600 С, обеспечивающую нормаль ную разливку стали. В этих условиях происходит интенсивное выделение газа СО, а также глубокая дегазация стали с одновре ° менным удалением примесей цветных металлов.. Это связано с тем, что пузыри газа из окиси углерода создают химический ва-. куум не толька для растворенных в металле водорода и азота, но также и легко испаряющихся примесей цветных металлов, имеющих, как правило, более высокую упругость пара, чем железо, В этом крайнем случае коэффициент IlpH температуре кипения будет составлять нижний предел: О- = 0,8, где 2000 — тем1600 пература кипения железа при Р =. 7 мй рт, ст.

При вакуумировании раскисленной или малоуглеродпстой стали реакция взаимс действия углерода и кислорода получает s+

1существенное развитие и поэтому мало способствует дегазации и удаленшо приме- сей цветных металлов, Для осуществления глубокой дегазации металла и рафинирования его от вредных примесей коэффициент при температуре кипения обрабатываемого металла должен быть равным единице (верхний пр дел), т. е. металл в струе следует нагревать до температуры его кипения в вакуумном пространстве, составляющей например, при"

Рост = 1 мм рт. ст, 1787 С.

В этом случае упругость пара металла равна остаточному давлению в разреженI ном пространстве; металл щггенсивно кипит и в образующиеся паровые пузыри диффун дируют Растворенные в металле газы, а также пары цветных металлов. При температуре кипения металла растворимость газов в нем равна нулю. Поэтому при соблюдении указанных условий будет происходить глубокая дегазация металла.и практически полное очищение его цветных примесей.

В остальных;случаях коэффициент при температуре кипения должен иметь промежуточные значения, которые обеспечат достижение поставленной цели, Формула изобретения

Способ вакуумной обработки жидкого металла в. струе, включающий нагрев его электродуговым разрядом, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью более полного удаления примесей цветных металлов1 газов и неметаллических включений, металл в струе нагревают до 0,8-1,0 температуры

1его кипения в разреженном пространстве,