Спосіб охолодження металу у ковші при позапічній доводці

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству стали с продувкой металла нейтральным газом при внепечной доводке. Известен способ охлаждения металла путем выдержки металла в ковше [1]. Недостатком способа является низкая скорость охлаждения металла, в результате чего данный способ может быть применен только при небольшой величине перегрева металла. К тому же выдержка металла в ковше с целью снижения температуры приводит к дополнительному износу футеровки ковша и значительно сокращает пропускную способность установки по доводке металла. Использование в качестве охладителя мелкогабаритного кускового лома, который присаживается в ковш в требуемом количестве, повышает скорость охлаждения металла [2]. Однако мелкогабаритный лом-сырье, требующее определенной подготовки, и его применение для охлаждения металла в ковше не всегда возможно. К тому же организация подачи мелкогабаритного лома через систему бункеров в ковш может вызвать технологические затруднения, так как он способен во время схода костриться. Более эффективным охладителем, чем кусковой металлолом, является известняк, охлаждающая способность которого за счет разложения СаСО3 примерно в четыре раза выше, чем у металлического лома [3]. Недостатками даннотохладителя являются загрязнение металла продуктами разложения известняка (СО2 и SiO6), а также то, что при попадании части известняка в шлак, его действие как охладителя значительно растягивается во времени и, учитывая высокую о хлаждающую способность известняка, приводит к получению в процессе разливки последних слитков с пониженной температурой, что вызывает брак данных слитков. Наиболее близким по существу является способ охлаждения металла в ковше при внепечной доводке путем погружения в него стального сляба, который, растворяясь в металле, охлаждает его [3]. Но вследствие образования на поверхности погружаемого стального сляба шлаковой корки, скорость охлаждения металла при использовании данною способа мала, что вызывает те же недостатки, что и при выдержке металла в ковше. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа охлаждения металла в ковше при внепечной доводке металла [3], в котором в качестве охладителя используют известь, присаживаемую в место, отстоящее от края барботажний зоны на определенное расстояние. За счет этого увеличивается скорость охлаждения, повышается основность шлака и обеспечивается равномерное распределение температуры металла в объеме ковша. Поставленная задача решается тем, что в способе охлаждения металла в ковше при внепечной доводке, включающем продувку металла нейтральным газом через погружаемую фурму, согласно изобретению для охлаждения металла используется известь, присаживаемая на поверхность металла в место, отстоящее от края барботажной зоны на расстояние I, которое зависит от часового расхода нейтрального газа Q, глубины погружения фурмы для продувки металла нейтральным газом n, диаметра продувочной фурмы d и определяется соотношением где величины I, d, h выражены в метрах, а часовой расход нейтрального газа Q в м 3/ч. При использовании извести в конвертере установлено, что она имеет охлаждающую способность в два раза большую, чем стальной лом [3], что обеспечивает более высокую скорость охлаждения металла в ковше в сравнении с прототипом. Положительным побочным влиянием использования извести в качестве охладителя является ее растворение в шлаке, повышение основности последнего и уменьшение износа футеровки ковшей при внепечной доводке. Для обеспечения максимальной скорости охлаждения металла и равномерного распределения температуры металла по всему объему ковша, присадку извести производят на поверхность металла в ковше в место, отстоящее на определенное расстояние от барботажной зоны. Исследования показали, что для этого необходимо выбрать место присадки извести на расстоянии от края барботажной зоны равное величине где величины I, d, h выражены β метрах, а часовой расход нейтрального газа Q в м 3/ч. Данные проведенных исследований приведены в таблице. Если расстояние I меньше указанного в формуле, то присаживаемая известь попадает в зону, где преобладают восходящие потоки металла. Данные потоки препятствуют проникновению извести вглубь ковша, в результате чего большая часть извести разносится по поверхности ковша, охлаждая только верхние слои металла и в последующем приводит к браку слитков. Если расстояние больше указанного, то часть извести, попадаемой в застойную зону, ошлаковывается, а часть, реагируя с поверхностными слоями металла, охлаждает приемущественно последние, что также ведет а получению брака слитков, вызванных неравномерным распределением температуры литья в ковше. В обоих случаях контакт извести с металлом, удаленным от поверхности ковша, затруднен. При присадке извести в место, определенное соотношением приведенным в формуле, она интенсивно вовлекается вглубь ковша под действием нисходящих потоков металла, преобладающих в данной зоне. К тому же часть извести покрывается всплесками металла, образующимися в барботажной зоне, увеличивая тем самым поверхность контакта между металлом и известью. В результате достигается максимальная скорость охлаждения металла и обеспечивается равномерность распределения температуры металла по объему ковша. Пример; Сталь марки 3 пс выплавляют в 160-тонном конвертере. Во время выпуска металла из конвертера в ковш его раскисляют. Затем металл в течение 7 мин продувают нейтральным газом с расходом 50 м /ч. Через 2 мин продувки замеряют температуру металла (1575°С). Затем продувку металла нейтральным газом продолжают. Через 1 мин от замера температуры на поверхность ковша в место, отстоящее от края барботажной зоны на 0,45 метра, присаживают известь в количестве 1400 кг (1 % от массы металла в ковше). По завершению продувки металла нейтральным газом замеряют температуру металла в ковше. За время продувки температура металла снижается с 1575 до 1553°С. Замер температуры металла во время разливки показал равномерность температуры по всему объему ковша, что позволило получить хорошее качество отлитого слитка.