Способ продувки металла в ковшепорошками

 

О П И С А Н И Е < 840136

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1оз Советсиик

Социапистичесиик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04, 79 (21) 2745611/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. КЛ.

С 21 С 7/00

Геаударвтввнкый квеитвт

СССР ав двлаи извбретеккк и открытнй (53) УЙК 669.18/02 (088.8) Опубликовано 23.06.81.. Бюллетень Рй 2З

Яата опубликования описания 26 .06 . 81

Ю. M Кузнецов, Л. К. Шляпников, В. А.

И. П. Чачило, С. И. Чуваев и В. Я ..Орм (72) Авторы изобретения еев, "-- --- — —, (7I ) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский ин металлургической теплотехники (54) СПОСОБ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА

В КОВШЕ ПОРОШКАМИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к продувке металла в ковше порошкообразнымн материалами.

Одним из эффективных способов получения стали с низким содержанием

5 серы является способ продувки металла в ковше порошкообразными реагентами, вводимыми в металл в струе газаносителя через погружные фурмы.

Общим недостатком известных способов обработки жидкого металла нейтральнымн газами и порошками при верхней и донной продувке в ковше является частый выход из строя фурм вследствие забивки нх устья металлом.

Известен способ вдувания газопорошковой смеси в металл со скоростями

10-40 м/с. Эти скорости соответствуют докритическому режиму истечения газопорошковой смеси, при котором в выход20 ном сечении фурмы всегда устанавливается давление, равное внешнему давлению — сумме ферростатического давпения столба металла над уровнем выходного сечения фурмы и абсолютного давления газовой атмосферы, окружающий металл 11).

Недостатком способа является то, что пульсации внешнего давления, например, из-эа колебаний уровня металла, вызывают соответствующие пульсации в расходе газопорошковой смеси, и приводят к закупорке фурмы.

Наиболее близким к предлагаемому является способ передела чугуна в сталь, включающий вдувание в металл порошкообразной извести струей кислорода под давлением 2-25 атм.

Способ осуществляют следующим образом. В зависимости от технологии выплавки стали и геометрических характеристик (сопротивления) фурм назначают несколько давлений кислорода на входе в фурмы в пределах 2-25 ати и регулируют их в течение всего периода продувки по специальному закону. Закон регулирования давления кис35

3 8401 лорода на входе в фурмы подбирается опытным путем. Разные давления кислорода перед фурмами обеспечивают разную "жесткость" истекающих из них струй.

Таким образом, процесс продувки чугуна ведут при регулировании расхода кислорода по его давлению на входе в фурмы. При этом обеспечивается более гибкое ведение процесса (2). 10

Однако основной недостаток способазакупоривание устья фурмы металлом вследствие пульсаций внешнего давления и соответственно газопорошковой струи. Кроме того, не устраняется

15 закуперивание металлом, поскольку продувка ведется в докритических режимах, при которых давление в устье фурмы не превышает внешнего давления.

Цель изобретения — предотвращение эакупоривания. фурмы металлом и повышение надежности процесса вдувания порошков.

Поставленная цель достигается тем, что процесс вдувания порошков в струе 25

rasa под давлением в объем металла через фурму осуществляют при давлении газа в..выходном сечении фурмы, превьпаающем в 1,2-1,3 раза внешнее давление, равное сумме ферростатического давления столба металла на уровне выходного сечения фурмы и абсолют» ного давления газовой среды, окружающей металл.

Избыточное давление в выходном сечении фурмы обеспечивает критический режим истечения газопорошковой смеси, а также существование за соплом фурмы некоторой эоны сверхзвуковых скоростей. При наличии сверхзву- 4р ковых скоростей истечения система как бы "изолируется" от внешней среды и пульсации внешнего давления в этом случае уже не могут передаваться против течения газопорошковой 45 смеси, вследствие чего и достигается повьппение надежности процесса вдувания порошков в металл.

В статических условиях внешнее давление равно сумме ферростатического давления столба металла и внешнего давления окружающей среды.

При продувке уровень металла колеблется и к статической величине .внешнего давления добавляется волновая составляющая. Например, при процувке металла инертными газами ковши подают на обработку с недоливом примерно на 0 5 м по высоте. Этот за36 Д пас исключает перелив металла через кромку ковша при колебаниях его уровня во время продувки.

207.-ный запас давления в устье фурмы недостаточен для изоляции системы пылевдувания от пульсирующего внешнего давления. Увеличение запаса давления в устье фурмы более ЗОЖ нецелесообразно из-за усложнения оборудования автоматического регулирования системы, На фиг.l показана принципиальная схема реализации предлагаемого способа; на Фиг.2 — поперечный разрез фурмы, иллюстрирующий работу измерительного органа в устье фурмы.

Способ осуществляют следующим образом.

В металл, находящийся в ковше 1, через погруженную фурму 2 вдувают порошкообразный материал, подаваемый к фурме через гибкий трубопровод

3 от смесителя 4, в который поступает порошкообразный материал из питателя 5 и газ-носитель из газового коллектора 6.

От газового коллектора к смесителю подходит газопровод, на котором установлен отсечный клапан 7, расходомер 8, регулирующий дроссель 9. Система автоматического управления содержит дифференциальное устройство (ДУ)

10, задатчик давления 11 и импульсные линии 12 и 13. По линии 12 ДУ получает импульс давления из выходного сечения фурмы, а по линии 13 ДУ подает управляющий сигнал на регулирующий дроссель 9.

Собственно фурма (фиг.2) содержит наружную трубу 14, покрытую огнеупорным слоем 15 и центральный канал 16, оканчивающийся цилиндрическим соплом

17. Между трубой !4 и каналом 16 находится. импульсная полость 18, которая внизу при помощи трубки 19 соединяется с выходным сечением фурмы, а вверху соединяется с импульсной линией !2.

Продувку металла порошками в ковше 1 осуществляют, когда фурма 2 находится в опущенном положении и в нее от коллектора 6 через открытый клапан 7, расходомер 8, регулирующий дроссель 9, смеситель 4 и гибкий тру-. бопровод 3 поступает чистый газ. Перед пуском порошка, исходя из заданной глубины погружения фурмы, находят требуемое давление газа в выход5 8401 ном сечении сопла 17 и величину этого давления устанавливают на задатчи» ке 11.

Пуск порошка осуществляют включе" кием в работу питателя 5. Одновремен5 но вводится в действие дифференциальное устройство (ДУ) 10, на которое поступает два сигнала: постоянный от задатчика 11 и переменный из выходного сечения сопла 17. Переменный 1о сигнал передается к ДУ 10 через трубку 19, полость 18 и линию 12.

Если давление в выходном сечении сопла 17 становится больше требуемого !установленного на задатчике д

11), то ДУ 10 прикрывает дроссель

9 и наоборот, если меньше, то открывает этот дроссель. Связь ДУ 10 с дросселем 9 осуществляется по линии

l3.

Пример. Продувку металла порошками осуществляют в открытом ковше при погружении фурмы в металл на глубину 3 м(фер остатическое давле- 25 ние 2,74 кгс/см )и атмосферном давлении 1 кгс/см . На задатчике ll (фиг.1} устанавливают избыточное давление 3 кгс/см, что соответствует абсолютному давлению в устье фурмы

4 кгс/см, в 1,2 раза превышающему

9. внешнее давление, и включают в работу питатель 5 и дифференциальное устройство 10, В дальнейшем режим продувки при установленном избыточном давле36 . 6 нии в выходном сечении фурмы поддерживают автоматически.

Предлагаемый способ позволяет предотвратить закупоривание устья фурмы металлом и повысить надежность процесса пылевдування,в результате чего увеличивается стойкость фурм и повышается усвоение металлом вдуваемых порошкообразнйх материалов.

Формула изобретения

Способ продувки металла в ковше порошками, включающий ввод порошков в струе газа под давлением в объем металла через фурму, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью предотвращения закупьривания фурмы металлом и повышения надежности процесса пылевдувания, ввьд порошка в металл осуществляют при давлении газа в выходном сечении фурмы, превышающем в

1,?-1,30 раза давление, равное сумме абсолютного давления газовой среды, окружающей металл, и ферростатического давления столба металла на уровне выходного сечения фурмы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Уотановка для вдувания порошкообразных соединений кальция через фур" му в ковш под уровень металла.-Экспресс-информация института "Черметинформация", 1977, с.20, в.4.

2. Патент СССР В 592366, кл. С 21 С 5/28, 1975..

840136

Заказ 4667/34 Тираж 6) 8

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Бреус

Редактор С. Патрушева Техред И.Голинка Корректор С. Шекмар