Способ рафинирования жидкого металла

 

(72) Авторы изобретеии я

И, Д. Лысенк:о, Ф. В. Мурин, Н. B. Стеценко, Г. Л. Елинсон и В. B. Москаленко

Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов и Электрометаллургический ордена Трудового Красного Знамени завод " неп оспецсталь" им. А. Н. Кузьмина„ ь

I. (71) Заявители (54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ ЖИДКО

МЦтАЛЛА

Изобретение относится к черной металлургии„конкретно к внепечному рафинированию металлов.

По основному авт. св. И 178843 asвестен способ вакуумирования жидких металлов с оцновременной обработкой их столбом шлака, включающий пропускание жидкого металла через барометрический столб шлакв (1).

Недостатками указанного способа явля о ются нестабильность хода процесса обработки и низкая эффективность рафинирования, связанные со значительными колебаниями уровня шлакового столба.

Целью изобретения является обеспече1$ иие стабилизации хода обработки и повышение эффективности рафинирования металлае

Поставленная цель,достигается за счет того, что перелив металла через столб шлака ведут 0 удельным расходом металла на единицу плошади поперечного сечеНаа шлакового столба, равным 140350 кг/с м .

Способ осуществляют следующим образом.

Металл непрерывно поступает в Ъерхнюю часть столба и выводится из нижней его части. При движении металла через столб шлака в соответствии с законами гидродинамики происходит дробление металла на капли и образование шлакометаллической эмульсии. Часть металла постоянно находится в шлаке (в течение времени прохождения через столб). В соответствии с законами физики высота барометрического столба жидкости опрецеляется барометрической разностью давлений и плотностью жидкости (H= ). Поэтому ар

У высота столба шлакометаллической эмульсии также зависит от барометрической разности давлений и средней плотности эмульсии (Py). Учитывая, что барометрическая разность давлений изменяется незначительно, высота столба в основном зависит от плотности эмульсии. Эмпиричеczar зависимость плотности эмульсии от параметров процесса обработки для бо3 87 лее распространенных рафинировочных шлаков на основе системы Са0-М2 Q -5&

2 имеет вид

2 Х

Зо р -2800 + 1,7 и (/M ), 3 где М " — - удельный расход металла

Щ

6 на единицу площади поп речного сечения шлакового столба кг/с м

М - расход металла, кг/с;

5 - плошадь поперрчного сечения столба, м .

Чем выше значение М, тем больше плотность эмульсии, тем ниже высота столба и тем меньшее количество шлака принимает участие в процессе обработки металла, что снижает эффективность рафинирования.

С другой стороны, колебания высоты столба шлака в широких пределах нежелательны, так как нарушается стабильность хода процесса, ухуцшается его управляемость, что в целом снижает его технологичность.

В качестве параметра для оптимизации хода обработки установлен удельный расход металла на единицу площади поперечйого сечения шлакового столба, так как контролировать высоту столба и массу шлака в столбе не прецставляется возможным. Площаць поперечного сечения стол= ба ограничена внутренним диаметром трубы, в которой формируется столб и в процессе перелива металла она практически не изменяется. Поэтому, контролируя то лько массовый расход металла известныз ми способами, например по нрирашению массы ковша, в который поступает обработанный металл, и поццерживая его в оптимацьных пределах, можно надежно и уотойчиво вести процесс в оптимальном режиме, с высокой эффективностью рафинирования е

Указанный интервал значений удельного расхода металла на ециницу плошади поперечного сечения шлакового столба найден экспериментально в результате исспедований на специальной опытно-промышленной установке.

На чертеже цредставлены экспериментальные зависимости высоты столба шлако72 4 металлической эмульсии и степени десуль» фурации металла от удельного расхоца металла. Допустимое для безаварийной работы изменение высоты столба шлака и наивысшая эффективность. рафинирования от серы (82-90%) обеспечивается при изменении удельного расхода металла на ециницу плошади поперечного сечения шлакового столба в прецелах 140-350кг/с"м (заштрихованная область на чертеже).

Снижение уцельного расхода ниже

140 кг/с-м1 приводит к удлинению времени перелива, повышению тепловых потерь металла. Поэтому ближе к нижнему прецелу рекомендуется подцерживать удельный расход при обработке больших масс металла, при обработке перегретого металла.

Пов1ршение уцельного расхоца сверх

350 кгус м привоцит к выходу из строя трубы, формирующей столб шлака (шлакового рукава) из»за черезмерного снижения высоты столба шлака и размывания ее металлом. Поэтому значение удельного расхода ближе к верхнему прецелу рекомендуется иметь в случае обработки небольших масс металла или при рафинировании металла с малым запасом по температуре.

Способ был опробован на промышленной установке для обработки плавок 70 т.

Результаты опробования представлены в таблице

В изученном интервале изменений удельного расхоца металла наилучшие показатели по цесульфурации металла, по устойчивости процесса обработки по отсутствию аварий имеются при работе по прецлагаемому способу. Наиболее стабильные результаты получены в интервале удельных расходов 180-200 кг/ с м, поэтоЯ. му .этот интервал слецует считать оптимальным. Способ может быть использован на существующих и строящихся установках ° при условии оборудования их устройствами для определения расхода металла.

Для осуществления способа не требуется капитальных затрат. Экономический эффект составит около 3,5 руб./ т. стали.

Капичество плавок

0,32

0,32

Площадь поперечного сечения шлакового столба, м

872572

Продолжение таблицы

Способы обработки

Показатели

105-415

140- 50

Нет

Количество ремонтов из-за шлакового рукава

Д 5-89

78,1

84,3

66,7

94,2

25 формула изобретения

Источники информации, зо принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свицетельство СССР

¹ 178843, кл. С 21 С 7/00, 1967.

I р щюДг цглуло, м

° \ 3е Яе

Щ в .ц

МЬ

5ф Ф» фадею раьр цюФЬ аю

Яу

ВНИИПИ Заказ 8953/42 Тираж 621 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная. 4

Средний эа плавку уде ьный расход металла на единицу площади поперечного сечения столба, кг/с м

Количество неблагополучных раэливок из-эа холоцного ме талла

Степень цесульфации металла (числитель — пределы изменения, знаменатель — среднее значение), %

Выхоц плавок высшей категории качества, %

Способ рафинирования жицкого металла по авт. св. № 178843, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения стабилизации хода обработки и повышения эффективности рафинирования, перелив металла через столб шлака ведут с (А в

Известный Предлагаемый уцельньва расходом металла на едищщу плошаци поперечного сечения шлакового столба, равным 140-350 кг/с м .