Спосіб обробки залізовуглецевих розплавів порошковим дротом

Винахід відноситься до галузі чорної металургії, зокрема до позапічної обробки залізовуглецевих розплавів порошкоподібними реагентами. Відомі декілька способів обробки чавуну та сталі порошковими дротами (патент України №23570 “Спосіб позапічної обробки чавуну магнієм”, патент України №23586 “Спосіб позапічної обробки сталі” та ін.). Ці способи дозволяють підвищити ефективність використання реагентів і отримувати чавун та сталь високої якості з необхідними властивостями. Але вказані способи мають суттєвий недолік внаслідок того, що дріт в них подається в розплав із котушок або бунтів. Це призводить до підвищених витрат, особливо в умовах одного підприємства, при виробництві та використанні дроту, так як дріт спочатку намотують на котушки, а потім з них розмотують. Найбільш близьким по технічній суті та досягаємому ефекту до заявляємого є спосіб обробки рідкої сталі порошковими дротами, який містить одночасне виробництво дроту формуючими валками та введення його в ківш з металом за допомогою направляючої труби. (Технологические способы обработки жидкой стали порошковой проволокой / А.П. Шкирмонтов, O.B. Курагин, С.Б. Долбилов и др. // Ин-т ”Черметинформация”. М., 1990. Обзор, информ. Сер. Сталеплавильное производство. Вып. 2, 27 с.) Цей спосіб дозволяє значно знизити загальні витрати на обробку сталі порошковими дротами за рахунок того, що відпала необхідність змотувати дріт в бунти або котушки, а потім знову розмотувати його для введення в рідкий метал. Крім того, цей спосіб дозволяє використовувати дріт з більшим діаметром, ніж з бунтів або котушок, що покращує його введення в метал. Але наведений спосіб має ряд недоліків. Відсутність окремих подаючих приводних валків стабільно не забезпечує необхідну жорсткість та тривкість дроту при його входженні в розплав, а також стабільного потрапляння дроту з різноманітними заповнювачами на необхідну глибину в ковшах різної місткості з рідкими чавуном або сталлю. В основу заявляємого винаходу поставлена задача удосконалити спосіб обробки залізовуглецевих розплавів порошковим дротом шляхом розміщення додаткових окремих подаючих приводних валків для введення дроту в розплав та встановленням залежності між витягуючими зусиллями на подаючих валках і формуючих валках, що виробляють дріт. Рішення цієї задачі дає змогу одразу після виготовлення дроту надавати йому необхідну жорсткість та тривкість при входженні в рідкий метал і стабільно доставляти його на необхідну глибину незалежно від місткості ковша та різновиду заповнювачів і розплавів, що значно підвищить ефективність його використання. Суть винаходу полягає в тому, що в способі обробки залізовуглецевих розплавів порошковим дротом, який містить одночасне виробництво дроту формуючими валками та введення його за допомогою направляючої труби в розплав, введення дроту в розплав додатково здійснюється за допомогою окремих подаючих приводних валків, причому витягуюче зусилля на подаючих валках становить величину 1,01...1,10 від витягуючого зусилля на формуючих валках. Спільними з прототипом суттєвими ознаками заявляємого винаходу є такі: - одночасне виробництво дроту та введення його в розплав; - виробництво дроту формуючими валками; - введення дроту в розплав за допомогою направляючої труби. Відрізняючими від прототипу суттєвими ознаками заявляємого винаходу є такі: - введення дроту в розплав додатковими окремими подаючими приводними валками; - витягуюче зусилля на подаючих валках становить величину 1,01...1,10 від витягуючого зусилля на формуючих валках. Наведені відмінні ознаки є необхідними й достатніми для всіх випадків, на котрі розповсюджується об'єм правового захисту винаходу. Між сукупністю суттєвих ознак заявляємого винаходу та досягаємим технічним результатом - підвищенням ефективності використання дроту та зниженням витрат при обробці залізовуглецевих розплавів - є причиннонаслідковий зв'язок, який пояснюється наступним чином. Дріт після виготовлення його формуючими валками через направляючу трубу подається в рідкий розплав. Присутність додаткових окремих подаючих приводних валків надає дроту перед входженням в розплав необхідної жорсткості та тривкості. Витягуюче зусилля на подаючих валках становить величину 1,01...1,10 від витягуючого зусилля на формуючих валках. Це дозволяє регулювати швидкість обертання додаткових подаючих валків з визначеним випередженням від швидкості обертання формуючих валків таким чином, що придає додатковий імпульс дроту при входженні його в розплав і стабільно забезпечує потрапляння дроту з різноманітними заповнювачами на необхідну глибину в ковшах різної місткості з рідкими чавуном або сталлю. Якщо відношення між витягуючими зусиллями на подаючих та формуючих валках становитиме величину меншу, ніж 1,01, дроту не буде придаватися додатковий імпульс при входженні в розплав, не буде стабільності в потраплянні дроту на необхідну глибину й стабільності засвоєння елементів, що вводяться, а це, в свою чергу, призведе до підвищених витрат при обробці. Якщо відношення між витягуючими зусиллями на подаючих та формуючих валках становитиме величину більшу, ніж 1,10, то не буде узгодженості в обертанні приводних і формуючих валків, що призведе до нерівномірного заповнення дроту, незадовільним введенню та ефективності використання елементів, що вводяться в розплав та підвищеним витратам. Проведений аналіз показав, що заявляємий винахід має новизну та винахідницький рівень й саме зазначена сукупність суттєвих ознак забезпечує технічний результат - підвищення ефективності використання дроту та зниження витрат при обробці залізовуглецевих розплавів. На одному з металургійних підприємств в відділенні десульфурації чавуну (ВДЧ) проведено випробування запропонованого способу. Одне з постановочних місць в ВДЧ обладнано пристроєм для виробництва та введення дроту в рідкий чавун. На формуючі валки (каскад із дев'яти валків) подається сталева полоса, котрій надається форма, що сприяє насипанню порошку феросілікомагнію із загрузочної воронки. В процесі подальшого проходження крізь валки полоса приймає форму дроту діаметром 13мм, який через окремі подаючі приводні валки та направляючу трубу подається в ківш з рідким чавуном. Витягуюче зусилля на формуючих валках становило 1000H, витягуюче зусилля на подаючих валках становило 1050Н (відношення між витягуючими зусиллями на подаючих та формуючих валків складало величину 1,05). Швидкість надходження дроту в розплав складала 2,0м/с. Проведено 10 обробок ковшів з чавуном. Початковий вміст сірки в чавуні (Sп) в середньому становив 0,030%, кінцевий(Sк) - 0,005%, витрати магнію (qMg) склали 0,25кг/т. Ступінь використання магнію на десульфурацію (K Mg -S = 0,76( Sп - Sк ) × 1000 ) складає 76%. Процес обробки чавуну перебігав спокійно, без qMg викидів та барботажу, дріт стабільно входив на необхідну глибину. В умовах цього ж підприємства проведені обробки по способу прототипу. Витягуюче зусилля на формуючих валків становило 1000H, швидкість надходження дроту в розплав складала 2,0м/с. Початковий вміст сірки і витрати магнію були такими ж, кінцевий вміст сірки склав 0,015%, а ступінь використання магнію на десульфурацію - 45,6%, причому процес обробки супроводжувався піроефектом та надмірним пилогазовиділенням, дріт при входженні в рідкий чавун мав недостатню жорсткість та тривкість і часто кільцями лягав поверх розплаву на шлак. Для забезпечення такого ж кінцевого вмісту сірки, як в заявляємому способі, в способі прототипі витрати магнію та дроту будуть вищі на 66,7%.