Спосіб визначення швидкості вводу порошкового дроту в сталерозливний ківш

Спосіб визначення швидкості вводу порошкового дроту в сталерозливний ківш з урахуванням висоти (глибини) рідкої сталі в ковші, товщини оболонки й температури розплаву, який відрізняється тим, що додатково враховують також діа 3 Т - температура розплаву в ковші, °C [Пат. 6 2102500, Російська Федерація, МПК С21С7/06. Способ раскисления стали / Д.А. Дюдкин, Ю.И. Бать, В.М. Титиевский и др.; № 97104998/02; заявл. 07.04.1997; опубл. 20.01.1998]. Недоліком цього способу є те, що він заснований тільки на обробці експериментальних даних у конкретних умовах, а в наведеній формулі не врахована зміна температури сталевої оболонки в часі при вводі дроту в ківш, а також діаметр порошкового дроту, хоча результати досліджень свідчать про значний вплив цих факторів на швидкість вводу порошкового дроту. Зазначений спосіб недостатньо достовірний, а ефективність його застосування недостатньо висока. Найбільш близьким по технічній суті й результату є спосіб визначення швидкості вводу порошкового дроту при позапічній обробці сталі, що визначають відповідно до виразу: КН Vопт  (0,99  170) , 1730  Т де Н - висота (глибина) розплаву в ковші, м;  - товщина оболонки, м; Т - температура рідкої сталі, °C; К - коефіцієнт, що враховує зміну температури сталевої оболонки в часі при вводі дроту в рідкий метал, К=95-105 град./мс [Пат. 23590, Україна, 6 МПК С21С7/00. Спосіб позапічної обробки рідкої сталі/ О. О. Булянда, А. А. Курдюків, Д. А. Дюдкин та ін…; № 98031524; заявл. 26.03.1998; опубл. 02.06.1998]. Недоліком цього способу є те, що він також заснований тільки на обробці експериментальних даних у конкретних умовах і в ньому не враховується діаметр порошкового дроту, тому зазначений спосіб також недостатньо достовірний, а ефективність його застосування недостатньо висока. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий спосіб визначення швидкості вводу порошкового дроту в сталерозливний ківш, у якому шляхом додаткового урахування нових факторів була б збільшена вірогідність визначення швидкості вводу, і в результаті цього підвищені засвоєння компонентів наповнювача й ефективність процесу обробки дротом металургійного розплаву. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення швидкості вводу порошкового дроту в сталерозливний ківш з урахуванням висоти (глибини) рідкої сталі в ковші, товщини оболонки й температури розплаву і, відповідно до корисної моделі, додатково враховують також діаметр порошкового дроту, а шукану величину визначають із виразу КН V  e  (  / d )T , 1730  Т де V - оптимальна швидкість вводу дроту, м/с; Н - висота (глибина) рідкої сталі в ковші, м;  - товщина оболонки порошкового дроту, мм; d - діаметр порошкового дроту, мм; Т - температура сталі в ковші, С; К - коефіцієнт, що враховує зміну температури оболонки в часі при вводі дроту в ківш, рівний 95105 град./мс; 64859 4  - коефіцієнт, визначений експериментальним шляхом і залежний від марок сталі, яка виплавляється, оболонки дроту й виду його наповнювача; е = 2,718. Вибір величини швидкості вводу в розплав порошкового дроту залежить не тільки від локалізації по вертикалі, місця вивільнення легкоплавкого наповнювача порошкового дроту, що, спливаючи у вигляді крапель, розчиняється в сталі, але й ефективності засвоєння наповнювача. Якщо перші із цих процесів визначаються інтенсивністю теплообміну оболонки дроту з металом ковша, то останній залежить від інтенсивності масообміну краплі наповнювача з розплавом, що, у свою чергу, визначається розвитком міжфазної поверхні "наповнювач дроту - розплав сталі". Збільшення площі цієї поверхні досягається при фіксованій масовій витраті наповнювача порошкового дроту зменшенням розміру краплі, тобто діаметра дроту. З огляду на вищевикладене й зручність використання експонентної форми залежності і її лінійний характер при малому показнику ступеня, можна уточнити й узагальнити емпіричну формулу (3), зробивши її напівемпіричною: КН V  e  (  / d) , 1730  Т де d - діаметр порошкового дроту, м;  - коефіцієнт настроювання цієї залежності на конкретні умови експерименту, що залежить від марок сталі, яка виплавляється, й оболонки дроту, а також виду його наповнювача. Пропонований спосіб визначення швидкості вводу порошкового дроту в сталерозливний ківш може використовуватися в такий спосіб. Попередньо проводять статистичні дослідження серії плавок однієї й тієї ж марки сталі з обробкою порошковим дротом з тими самими маркою сталі оболонки й видом наповнювача. Визначають швидкість вводу порошкового дроту в ківш, що відповідає максимальному засвоєнню компонентів його наповнювача при певних товщині оболонки й діаметрі, температурі розплаву й глибині наповнення їм ковша. Коефіцієнт  визначають зі співвідношення: =(d/)ln[V(1730-T)/KH]. При уведенні силікокальцієвого (СК30) порошкового дроту діаметром 10 мм і товщиною оболонки зі сталі О8Ю =0,4 мм у ківш зі сталлю марки 09Г2С при температурі 1600 °C і глибиною наповнення ковша 6 м, швидкість вводу дроту з максимальним засвоєнням компонентів наповнювача 4,7 м/с. Коефіцієнт К для даної оболонки дроту дорівнює 100 град./мс. Коефіцієнт  у цьому випадку дорівнює: 10 4,5(1730  1600)   ln[ ]  0,454 . 0,4 100  6 На основі цих даних при виплавці сталі 09Г2С з обробкою порошковим дротом зі СК30 і оболонкою зі сталі 08Ю за формулою КН Vопт   e  (  / d) 1730  Т можна розрахувати швидкість вводу дроту для будь-яких товщин і діаметра оболонки, глибини 5 розплаву й температури. При зміні виду наповнювача й сталі оболонки або марки сталі, яка виплавляється, значення коефіцієнта  визначають знову. Приклад. У сталеплавильному агрегаті виплавляють сталь марки О9Г2С й випускають у ківш, виконуючи розкиснення й інші необхідні технологічні операції. Перед вводом порошкового дроту визначають температуру металу (1590 °C). Товщина оболонки й діаметр дроту - 0,4 і 13 мм відповідно, глибина рідкої сталі в ковші - 6 м. Значення коефіцієнта  по попередньо проведених дослідженнях - 0,454. На основі цих даних по формулі Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 64859 6 КН  e(  / d) визначаємо швидкість вво1730  Т ду дроту - 4,3 м/с. За прототипом швидкість вводу дроту - 4,5 м/с. Ступінь засвоєння кальцію по способу, що заявляється, -15,3 %, за прототипом 12,0 %. Таким чином, враховуючи додатково діаметр порошкового дроту, по пропонованій корисній моделі можна більш точно визначити оптимальну швидкість його вводу в стальківш і підвищити ступінь засвоєння компонентів наповнювача, а це значить, що можна знизити витрати порошкового дроту, не зменшуючи при цьому ефективності позапічної обробки сталі. Vопт  Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601