Спосіб обробки розплаву металу у ковші та пристрій для його здійснення

1 Спосіб обробки розплаву металу, що включає примусове введення в розплав за допомогою перемішувача домішок-реагентів і одночасне перемішування розплаву обертанням робочого тіла перемішувача в горизонтальній площині, який відрізняється тим, що робоче тіло перемішувача, виконане з самих реагентів, переміщують по вертикалі, створюючи турбулентно-ламінарні ВИСХІДНІ І НИЗХІДНІ потоки у розплаві, а витрати реагентів здійснюють дозовано 2 Пристрій для обробки розплаву металу, робоче тіло якого містить реагенти, закріплене на вертикальній опорі і розміщене у ковші з можливістю обертання в горизонтальній площині , який відріз няється тим, що робоче тіло виконано повністю із реагентів, наприклад алюмінію і рафінуючих і/або легуючих, і/або модифікуючих добавок, має форму кільця з лопатями, розташованими вздовж горизонтальної лінії симетрії на ЗОВНІШНІЙ І внутрішній поверхнях кільця, причому ЗОВНІШНІ лопаті призначені для формування низхідних потоків розплаву, а внутрішні - для створення висхідних 3 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що робоче тіло виконано рознімним по горизонтальній осі симетрії методом лиття, причому кільце і лопаті повністю або частково порожнисті і містять необхідні реагенти, включаючи матеріал оболонки робочого тіла 4 Пристрій за п 3, який відрізняється тим, що порожнини робочого тіла мають комірчасту структуру 5 Пристрій за будь-яким із пп 2-4, який відрізняється тим, що лопаті робочого тіла виконані у фо Винаходи відносяться до металургії і можуть бути використані при позапічній обробці розплавів, зокрема, із сталі та чавуну Відомий спосіб та пристрій для введення реагентів в розплав, коли реагент розміщують в оболонці з паперу та занурюють в розплав [1] При згорянні паперу реагент змішується з розплавом Але цим способом не забезпечується перемішування розплаву та рівномірність розподілу реагента Відомий також спосіб внесення добавок в розливальний ківш з розплавом та пристрій для його здійснення [2] В порожньому розливальному ковші розміщують футерований стрижень, на якому, знаходяться контейнери, що містять реагенти При заливанні рідкого металу контейнери розплавляються і реагенти попадають в розплав Даний спосіб також, не забезпечує рівномірного перемішування і розподілення добавок по всьому об'єму Крім того, добавки, менш ЩІЛЬНІ НІЖ розплав, спливають ВІДОМІ пристрої для розкислення сталі, виконані у вигляді алюмінієвих зливка або чушки, тобто виготовлені з реагенту для розкислення [3,4] Перша конструкція, зливок, має глухий осьовий поздовжній отвір, а у верхньому торці розміщені петлі кріплення Друга конструкція чушка, має поздовжні ребра, а в поперечному перерізі - пелюсткову форму Такі пристрої забезпечують повне розплавлення алюмінію на заданій глибині, але не придатні для перемішування і рівномірного розподілу реагента Крім того, в розплав вводиться лише один реагент - розкислювач Відомий спосіб вводу розкислювача в рідкий метал з допомогою пристрою у вигляді зливка, виготовленого із розкислювача [5] Зливок охоплює по периметру нижню частину футерованоіфурми Фурма з'єднана із зливком зв'язуючим матеріалом, який може являти собою один чи кілька розкислювачів Цей спосіб полягає в тому, що фу рмі клинів, причому тонші КІНЦІ ЗОВНІШНІХ клинів спрямовані у напрямку обертання робочого тіла, а внутрішніх - у зворотному напрямку (О ю (О 49656 клад алюмінію і рафінуючих і/або легуючих і/або рму із розчинним зливком-розкислювачем на КІНЦІ, модифікуючих добавок має форму кільця з лопавиготовленим, наприклад, із алюмінію з добавкатями розташованими вздовж горизонтальної лінії ми, примусово занурюють у розплав, який одночасиметрії на ЗОВНІШНІЙ і внутрішній поверхнях кільсно інтенсивно перемішують продуванням аргону ця, причому ЗОВНІШНІ лопаті призначені для форчерез фурму до повного розчинення розкислювамування низхідних потоків розплаву, а внутрішніча При необхідності коректування металу іншими для створення висхідних реагентами їх введення в ківш суміщають з продувкою металу Недостатком цього способу і приОскільки розплави, які поступають в ковші із строю являється те, що вони не забезпечують сталеплавильних агрегатів, не завжди мають одефективного перемішування і однорідності рознаковий ХІМІЧНИЙ склад при різних плавках, то і плаву по всьому об'єму ковша Крім того, через співвідношення реагентів, які вводяться в розплазастосування аргону технологічний процес усклави, можуть бути різними Щоб забезпечити більш днюється точне дозування реагентів робоче тіло може бути виконане рознімним по горизонтальній осі симетрії Найбільш близькою по технічній суті до винаметодом лиття При цьому кільце і лопаті виконуходу, що заявляється, є технологія розкислення та ють повністю або частково порожнистими У цих легування сталі і сплавів у ковші, реалізована з порожнинах розміщують необхідні реагенти для допомогою перемішувача, взятого за прототип, рафінування, легування або модифікування розякий включає диск, виконаний з металу, кераміки плавів Дія ТОЧНІШОГО коректування дози розкисабо іншого матеріалу На диск нанесений методом лювача у порожнини можна завантажувати подрінаплавлення, напилення або наливу шар легуючобнений алюміній Для більш рівномірного го матеріалу або розкислювача Ця технологія розподілу реагентів по всьому об'єму розплаву і полягає в тому, що диск перемішувача опускають запобігання інтенсивному висипанню добавок при в ківш з розплавом на межу метал-шлак і привоутворенні проплавлених отворів у корпусі робочодять в обертання в горизонтальній площині При го тіла, вищезгадані порожнини мають ячеісту цьому прискорюється розчинення розкислювача структуру Після складання частин робочого тіла їх або легуючої добавки і -одночасно перемішується скріплюють точковим зварюванням Найбільш розплав Недостатками цієї технології і пристрою ефективне перемішування спостерігається, коли являється те, що КІЛЬКІСТЬ нанесеного розкислюлопаті виконані у формі клинів, причому тонші КІНЦІ вача та інших реагентів обмежена площею поверЗОВНІШНІХ клинів повинні бути спрямовані у напряхні диска і тому проблематичне дозоване введенмку обер-тання робочого тіла, а внутрішніх - у звоня добавок, не завжди достатня адгезія між ротному напрямку матеріалом диска перемішувача і нанесеним реагентом Крім того, обертання робочого тіла переНа наведених кресленнях зображений варіант мішувача на межі метал-шлак не забезпечує одконструкцм-заявленого пристрою на фіг 1 преднорідності розплаву по всьому об'єму ковша, а ставлена загальна схема пристрою лише у верхніх його шарах /перемішувача/ в процесі обробки розплаву, на фіг 2 показане робоче тіло пристрою /вид зверху/, Задачею, на вирішення якої спрямовані винана фіг 3 зображений переріз робочого тіла площиходи, являється розробка ефективної і економічної ною А-А /див фіг 2/ технології обробки розплавів при підвищенні їх ЯКОСТІ Пристрій для обробки розплаву металу у ковші /фіг1/ включає в себе робоче тіло /фіг 2/, порожЗаявлені спосіб обробки розплаву металу у нистий корпус якого виготовлений методом лиття ковші та пристрій для його здійснення, створені із алюмінію, який являється розкислювачем спладля вирішення поставленої задачі, дозволяють вів на основі заліза Корпус виконаний рознімним досягнути технічного результату, який полягає у по горизонтальній осі симетрії і складається з двох зменшенні витрат реагентів і підвищенні якості симетричних частинок верхньої і нижньої Обидві розплаву за рахунок застосування нової конструкчастини корпусу мають форму кілець 1, на ЗОВНІШції робочого тіла пристрою, тобто зливка що місНІЙ І внутрішній поверхнях яких вздовж горизонтатить реагенти, а також завдяки ефективному пельної лінії симетрії розташовані клиновидні лопаті ремішуванню розплаву 2 і 3 ВІДПОВІДНО Тонші КІНЦІ ЗОВНІШНІХ лопатей 2, Поставлена задача вирішується тим, що спопризначених дая формування низхідних потоків сіб обробки розплаву металу включає примусове розплаву, спрямовані у напрямку обертання робовведення в розплав з допомогою перемішувача чого тіла /на фіг 2 — проти годинникової стрілки/ домішок-реагентів і одночасне перемішування Тонші КІНЦІ внутрішніх лопатей 3, які служать для розплаву обертанням робочого тіла перемішувача створення висхідних потоків, спрямовані у зворотв горизонтальній площині, згідно заявленому виному напрямку Кільця І лопаті мають порожнини находу, робоче тіло перемішувача виконане з саячеістої структури у які завантажують рафінуючі, мих реагентів, переміщують по вертикалі, створюлегуючі і модифікуючі добавки 4 Крім того, для ючи турбулентно-ламінарні ВИСХІДНІ І НИЗХІДНІ дозованого введення в розплав розкислювача, в потоки у розплаві, а витрати реагентів здійснюють ячейки 5 /фіг 3/ може завантажуватися подрібнедозовано ний алюміній Робоче тіло пристрою розташоване Поставлена задача вирішується тим, що приу ковші 6 з розплавом, металу 7 і закріплене з дострої для обробки розплаву металу, робоче тіло помогою - тяг 8 на вертикальній опорі 9, яка приякого містить реагенти, закріплені на вертикальній водиться в обертальний рух електроприводом /на опорі і розміщене у ковші з можливістю обертання фіг 1 не показаний/ в горизонтальній площині, згідно з винаходом робоче тіло виконане повністю із реагентів, наприПристрій працює таким чином Після випуску 49656 розплаву із сталеплавильного агрегату у розливчної операції ний ківш 6 робоче тіло пристрою, яке складається Про можливу економію алюмінію в галузі свідз необхідних реагентів, занурюють в розплав 7 на чать наступні розрахунки За даними Мінпромполізадану глибину, надають йому обертального руху тики України середній об'єм виробництва сталі в в горизонтальній площині і переміщують по верти2000-2005рр може становити біля 30млн тонн за калі з допомогою електроприводу При цьому ЗОВрік Як мінімум 30% цього об'єму може виготовляНІШНІ і внутрішні лопаті 2 і 3 робочого тіла формутися із застосуванням алюмінієвих зливків, тобто ють турбулентно-ламінарні НИЗХІДНІ І ВИСХІДНІ приблизно 9млн тонн При впровадженні запропотоки розплаву, що сприяє інтенсивному переміпонованої технології на одній тонні виплавленої шуванню і прискореній взаємодії реагентів з розсталі економиться біля 1,5кг алюмінію, а в цілому плавом аж до повного розчинення робочого тіла по Україні економія може скласти 9 000 000т х перемішувача Залишкові ВИСХІДНІ В центральній 1,5кг-13500т частині та НИЗХІДНІ біля стінки ковша зустрічні поПромислова придатність цього технічного рітоки і після розчинення реагентів додатково гомошення підтверджена виготовленням дослідного генізують і рафінують розплав зразка пристрою, який проходить випробування іна базі профільного науково-дослідного інституту Запропонована технологія в порівнянні з проФТІМіС НАНУ тотипом дозволяє підвищити якість розплаву за рахунок покращення його гомогенізації багатораЗавдяки своїй простоті така технологія може зовий перемішуванням шарів розплаву по всьому бути використана в любому сталеплавильному об'єму ковша і дозованого розчинення реагентів цеху Крім того, досягається економічна ефективність ДЖЕРЕЛА ВИКОРИСТАНОЇ ІНФОРМАЦІЇ шляхом зменшення витрат реагентів, головним 1 Патент США № 4200456, кл С22В 9/00, чином алюмінію При стандартній технології ввеС21С 7/00, опубл в 1980р Т 993, № 5 дення алюмінію у ківш з розплавом сталі, його за2 Патент США № 3784177, кл С21С 7/04, своєння сталлю складає в середньому 20% Це опубл в 1974р ,т918, № 2 обумовлено високою ХІМІЧНОЮ активністю алюмі3 Патент України № 6104, кп С21С 7/06, нію і його малою ЩІЛЬНІСТЮ При подачі чушок у опубл в бюл №8-1за1994р ківш вони спливають і окислюються при контакті з 4 Патент України № 6105, кп С21С 7/06, шлаком і атмосферою При використанні примусоопубл в бюл №8-1за1994р во обертальних, алюмінієвих виливків запропоно5 Патент України № 19410, кп С21С 7/06, ваної конструкції під рівнем розплавленого металу опубл в бюл №6за1997р засвоєння алюмінію підвищується до 85%, забез6 А с СРСР № 529227, кл С21С 7/00, опубл печується рівномірний розподіл цього реагента в в бюл №35за1976р -прототип об'ємі металу і виключається проведення доводо ІГ.1 49656 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71