Спосіб оброблення металевого розплаву

Способ обработки металлического распглава, включающий подачу порошкообразных реагентов в расплав в потоке газа-носителя через канал и сопло погружной фурмы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед выходом порошкообразных реагентов из сопла погружной фурмы производят частичное разделение газопорошковой смеси, при этом в расплав подают порошкообразные реагенты и газ-носитель в количестве 0,2-0,3 от общего расхода, а остальной газ-носитель подают для формирования газопорошковой смеси в канале погружной фурмы. С > Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к обработке жидкого металла порошкообразными реагентами. Известен способ ввода порошкообразных реагентов в жидкий металл, заключающийся во вдувании порошкообразных реагентов в струе газа-носителя через погружную фурму в объем металла [1]. Данный способ ввода порошкообразных реагентов позволяет повысить качество металла за счет снижения содержания серы и оксидных включений, обеспечения глобулярной формы образующихся включений, а также уменьшения содержания кислорода в стали. Недостатком данного способа ввода является низкое качество металла за счет низкой степени усвоения порошкообразных реагентов в результате того, что газопорошковая струя, истекая из фурмы преобразуется в газовые пузыри, всплывающие в жидком металле, порошкообразые реагенты в которых находятся во взвешенном и парообразном состояниях, не успевают провзаимодействовать с жидким металлом и выносятся из его объема. Другим недостатком указанного способа являются большие газопылевыделения из объема жидкого металла, вызванные большим расходом газа-носителя на транспортировку порошкообразных реагентов, увеличением общего объема газа, выделяющегося из металла за счет испарения и низкой степени усвоения порошкообразных реагентов, и выноса их из объема металла. о w ел О J 12935 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ ввода порошкообразных реагентов в жидкий металл, включающий применение фурмы, сопло которой имеет винтовую нарезку, обеспечивающую вращательное движение газопорошкового потока, отрыв частиц порошкообразного реагента от газаносителя и внедрения в жидкий металл [2]. Данный способ ввода порошкообразных реагентов в жидкий металл позволяет повысить качество металла за счет повышения степени усвоения вдуваемых порошкообразных реагентов в результате увеличения поверхности контакта реагента и жидкого металла при вращательном движении газопорошкового потока и отрыва частиц порошкообразного реагента от газа-носителя, и внедрения в жидкий металл. Однако, добиться высокой степени усвоения вдуваемых порошкообразных реагентов данный способ не позволяет в результате истечения газопорошковой струи из фурмы в жидкий металл с образованием газовых пузырей, содержащих порошкообразные реагенты во взвешенном и в парообразном состоянии, и не успевающих за время всплывания провзаимодействовать с жидким металлом. Кроме того, известный способ имеет большие газопылевыделения из объема металла, вызванные флотацией дисперсных частиц и паров порошкообразных реагентов. Данное исследование 'производилось для повышения качества металла за счет увеличения степени усвоения реагентов и снижения газопылевыделений. Сущность изобретения заключается в том, что в способе обработки металлического расплава, включающем подачу порошкообразных реагентов в расплав в потоке газа-носителя через канал и сопло погружной фурмы, согласно изобретению, перед выходом порошкообразных реагентов из сопла погружной фурмы производят частичное разделение газопорошковой смеси, при этом в расплав подают порошкообразные реагенты и газ-носитель в количестве 0,2...0,3 от общего расхода, а остальной газноситель подают для формирования газопрошковой смеси в канале погружной фурмы* Ввод в жидкий металл порошкообразных реагентов в струе, содержащей 0,2...0,3 расхода газа-носителя, происходит за счет разделения перед соплом фурмы газопорошкойого потока на две составляющие: порошкообразные реагенты с 0,2...0,3 газа-носителя и 0,7...0.8 газа-носителя, которое осуществляется в результате движения газопорошкового потока по радиальной траектории и притяжении частиц порошко5 образных реагентов за счет центробежной силы и наружной стороне трубопровода. Порошкообразные реагенты в струе 0,2...0,3 газа-носителя истекают в жидкий металл в плотном потоке с повышенной ско10 ростью, образующейся при движении по радиальной траектории, что позволяет частицам порошкообразных реагентов взаимодействовать с жидким металлом раздельно от газа-носителя. 15 Новыми признаками в предлагаемом техническом решении, по сравнению с прототипом являются: - частичное разделение газопорошко вой смеси перед выходом порошкообраз20 ных реагентов из сопла погружной фурмы; - ввод порошкообразных реагентов в расплав подают в струе, содержащей по рошкообразные реагенты и 0,2...0,3 расхода газа-носителя; 25 - 0,7...0,8 расхода газа-носителя подается для формирования газопорошковой смеси в канале погружной фурмы. В предлагаемом способе порошкообразные реагенты транспортируются от пи30 тателя до сопла фурмы в потоке, содержащем 100% газа-носителя. Перед соплом фурмы происходит разделение газопорошкового потока и порошкообразные реагенты в струе 0,2...0,3 расхода газа-носи35 теля из объема металла выводится через погружную фурму. Порошкообразные реагенты истекают в жидкий металл в плотном потоке (0,2...0,3 расхода газа-носителя) и повышенной ско40 ростью, что приводит к увеличению поверхности контакта реагентов и металла и снижению выноса порошкообразных реагентов пузырями газа-носителя, и следовательно повышает степень усвоения 45 порошкообразных реагентов. Кроме того, снижение газа-носителя в потоке вдуваемых порошкообразных реагентов уменьшает газопылевыделения за счет снижения выноса дисперсных частиц и 50 паров порошкообразных реагентов газовыми пузырями. Предлагаемый способ эффективно реализуется при содержании во вдуваемом потоке 0,2...0,3 газа-носителя, от общего 55 расхода на транспортировку. При вдувании порошкообразных реагентов в потоке, содержащем менее 0,2 расхода газа-носителя, в результате повышения плотности потока в обычных условиях пневмотранспорта возникают слож 12935 мотранспорта, приводящим к забиванию и козлению сопла фурмы. При вдувании порошкообразных реагентов в потоке, содержащем более 0,3 расхода газа-носителя, в результате увеличения 5 расхода газа-носителя на транспортировку порошкообразного реагента снижается степень усвоения последнего и увеличиваются газопылевыделения. Проведенный поиск источников инфор- 10 мации позволяет констатировать, что заявляемый способ обработки металлического расплава, имеющий возможность реализации и обеспечивающий положительный эффект обладает свойствами, не 15 совпадающими со свойствами известных способов, и как изобретение соответствует критерию "новизна" и "существенные отличия". На чертеже представлена схема реали- 20 зации предлагаемого способа, где 1 - жидкий металл; 2 - погружная фурма; 3 огнеупорные катушки; 4 - канал для истечения порошкообразных реагентов; 5 - ради-альный канал для разделения 25 газопорошкового потока; 6 - огнеупорный блок в жидкой самотвердеющей смеси. Пример. Сталеразливочный ковш емкостью 350 тонн с доломитовой футеровкой, заполненный сталью марки СтЗсп, под- 30 ают на установку доводки металла (УДМ), оборудованную пневмотранспортной установкой для подачи порошкообразных реагентов в жидкий металл. Ввод порошкообразных реагентов, в жидкий ме- 35 талл производится через погружную фурму, выполненную из огнеупорных катушек и огнеупорного блока, изготовленного из жидкой самотвердеющей смеси. 40 Расход газа-носителя, идущего на истечение порошкообразных реагентов в жидкий металл, регулировали (см. рис.) глубиной введения в радиальный канал (5) верхней стенки канала для истечения порошкообраз- 45 ных реагентов (4) и контролировали расходометром, установленным на трубопроводе Наименование показателей 1. Вес жидкого металла в ковше, т 2. Расход вдуваемого кальция, кг/т 3. Содержание газоносителя во вдуваемом газопорошковом потоке, частей от общего расхода газо-носителя на транспортировку Прототип 350 0,4 0,100 для вывода газа-носителя из объема металла. Вдувание порошкообразных реагентов производили по пяти вариантам, которые соответствовали 0,15; 0,20; 0,25; 0,30 и 0,35 расхода газа-носителя от общего объема расхода на транспортировку. В качестве порошкообразного реагента использовали силикокальций марки СКЗО с содержанием кальция 30,0%. Перед погружением фурмы в жидкий металл открывали подачу порошкообразных реагентов, после чего опускали фурму на глубину 2,5 м. После вдувания необходимого количества порошкообразного реагента фурму поднимали из металла и затем закрывали подачу порошкообразных реагентов. Качество металла оценивали по степени десульфурации и степени усвоения порошкообразных реагентов. Степень усвоения порошкообразных реагентов оценивали расчетным путем по расходу кальция надесульфурацию металла при взаимодействии с серой по реакции [Са] + [S]= = (CaS). Содержание серы определяли по пробам металла, отобранным до и после обработки порошкообразными реагентами. Снижение газопылевыделения оценивали по содержанию плавильной пыли в отходящих газах. Наилучшие показатели по степени усвоения порошкообразных реагентов и снижения газопылевыделений при соблюдении заявляемых признаков соответствуют вариантам 2-4. При отклонении заявляемых параметров результаты по целям предлагаемого способа снижаются (варианты 1 и 5). Как видно из таблицы, предлагаемый способ ввода порошкообразных реагентов в жидкий металл по сравнению с прототипом позволяет повысить степень усвоения вдуваемого кальция до 52,1% (прототип 52,5%) и снизить содержание плавильной пыли в отходящих газах с 25 г/м (прототип) до 4-7 г/м (предлагаемый способ). Предлагаемый способ 1 2 3 4 5 350 0,4 0,15 350 0,4 0,20 350 0,4 0.25 350 0,4 0,30 350 0,4 0,35 12935 Продолжение Наименование показателей 4. Содержание серы в металле, %: до обработки после обработки 5. Степень десульфурации металла, % 6. Степень усвоения порошкообразного кальция, % 7. Содержаниеплавильной пыли в отходящих газах, г/м 3 Предлагаемый 2 3 таблицы Прототип 1 способ 4 0,0330 0,0190 0,0330 0,0148 0,0330 0,0153 0,0330 0,0155 0,0330 0,0159 0,0330 0,0161 43,1 55,4 53,6 52,1 51,8 51,2 32,5 56,88 32,5 54,7 53,4 52,5 23 4 5 7 10 16 5 2 Упорядник Замовлення 4090 Техред М.Моргентал Коректор М. Керецман Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраТни, 254655. ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101