Спосіб дегазації сталі від водню

Реферат: Спосіб дегазації сталі від водню включає донну продувку аргоном розплаву металу в ковші при атмосферному тиску під шаром рафінувального шлаку. Продувку здійснюють через пористе днище ковша недорозкисненої у печі сталі. UA 73345 U (12) UA 73345 U UA 73345 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до металургії й може використовуватись при позапічній обробці для дегазації сталі від водню. Сучасні вимоги до ринку металопродукції в Україні й світі вимагають забезпечення високих показників якості, задача одержання яких зводиться до розробки таких способів одержання сталі, які можуть забезпечити мінімальний залишковий вміст шкідливих домішок, неметалічних включень і газів, зокрема водню. Для зазначеної мети у вітчизняній і закордонній металургійній практиці з успіхом користуються способами позапічної дегазації сталі від водню за допомогою вакуумування. Відомий спосіб вакуумування рідкого металу в ковші, що включає установку ковша з металом у вакуумну камеру, відкачку з її повітря й газів, що виділяються з рідкого металу, вакуумними насосами [Пат. 2377097, Російська Федерація, B22D27/15 (2006.01), С21С7/10 (2006.01). Способ вакуумирования стали в ковше / А.В. Куклев, И.Ф. Гончаревич, А.В. Лейтес и др.; № 2008123650/02; заявл. 17.06.2008; опубл. 27.12.2009]. Недоліком цього способу є його більша затратність. Відомий спосіб дегазації сталі, що включає випуск металу у вигляді струменя з отвору в донній частині розливного ковша в проміжний ківш і із проміжного ковша в виливницю, розташовану у вакуум-камері з одночасною продувкою струменя металу аргоном [Пат. 2406768, Російська Федерація, С21С7/10 (2006.01). Способ дегазации стали / А.Н. Ромашкин, Е.В. Макарычева, А.В. Дуб и др.; № 2009120304/02; заявл. 29.05.2009; опубл. 20.12.2010]. Цей спосіб дегазації сталі дозволяє одержувати метал з мінімальною кількістю азоту й водню, але він також досить затратний і використання цього способу ефективно при вакуумній обробці спокійних марок сталі. Відомі більш прості й менш витратні способи дегазації, зокрема, продувка інертними газами. Найбільш близьким по технічній суті й досягнутому результату є спосіб рафінування сталі, що включає продувку металу аргоном через пористі донні фурми при атмосферному тиску під шаром рафінувального шлаку [Пат. 2312902, Російська Федерація, С21С7/00 (2006.01). Способ рафинирования рельсовой стали в печи-ковше / В.В. Павлов, Н.А. Козырев, Л.А. Годик и др.; № 2006104179/02; заявл. 10.02.2006; опубл. 20.12.2007]. Недоліком цього способу є його недостатня ефективність, яку можна підвищити, якщо перенести частину операції розкислення розплаву із плавильної печі в ківш. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу дегазації сталі від водню, у якому завдяки зміні умов здійснення способу досягається підвищення його ефективності. Поставлена задача вирішується тим, що в способі дегазації сталі від водню, що включає донну продувку аргоном розплаву металу в ковші при атмосферному тиску під шаром рафінувального шлаку, згідно з корисною моделлю, продувку здійснюють через пористе днище ковша недорозкисненої у печі сталі. Продувка рідкого металу інертним газом з метою дегазації, як відомо, найбільш ефективна для водню, тому що кисень і азот, як правило, перебувають у розплаві у вигляді оксидних включень і стійких нітридів. Дегазуюча дія продувки металу інертним газом має місце при наявності різниці концентрацій газу, що видаляється, в об'єму розплаву й поверхні "інертний газ - метал", розглянута характеристика, на якій відповідає парціальному тиску газу, що видаляється, в інертному середовищі. При продувці сталі інертним газом парціальний тиск азоту й водню в пухирцях газу в момент утворення їх у металі близько до нуля. Тому в процесі видалення пухирців з розплаву розчинені в сталі гази дифундують в об'єм пухирців і виносяться ними в атмосферу. У пропонованому способі частина операції розкислення розплаву переноситься із плавильної печі в ківш. Неповне розкислення сталі в печі сприяє зниженню парціального тиску водню в пухирцях аргону й збільшенню їхньої площі за рахунок одночасного переносу в ці пухирці кисню у вигляді окису вуглецю, а також більш повному виносу водню з розплаву пухирцями окису вуглецю в печі, що приводить до зменшення початкового вмісту водню в рідкій ванні ковша. При цьому досягається інтенсифікація масопереносу водню з рідкої ванни в пухирці аргону й скорочення часу позапічної дегазації сталі. Приклад Спосіб був випробуваний при виплавці рейкової сталі зі вмістом вуглецю 0,7 мас. % на одному з металургійних комбінатів України. Для позапічної дегазації розплаву сталі від водню 3 продувка аргоном інтенсивністю 0,03 м /с здійснювалася через пористе днище (діаметр пор 0,6 мм) сталерозливного ковша (ємність 220 т) під шаром рафінувального спеціально наведеного шлаку у період випуску металу (тривалість 600 с) з подової плавильної печі. Початковий вміст 1 UA 73345 U 3 5 10 водню перед продувкою відповідала 8 см /100 г, а концентрація поверхнево-активної сірки 0,02 %. Сталь у ванні печі перед випуском розкисляли частково до рівня 0,0025 %. Вміст газів у пробах рейкового металу проводився за ГОСТ 17745-90. 3 Концентрація водню в недорозкисненій сталі знизилася до 3,5 см /100 г, а концентрація водню в повністю розкисненої сталі після аналогічної продувки з таким же початковим вмістом 3 водню - до 4,6 см /100 г. При цьому концентрація кисню наприкінці продувки недорозкисненого металу виявилася на рівні 0,001 %. Таким чином, застосування пропонованого способу дегазації сталі від водню дозволило збільшити його ефективність за рахунок зниження на 30-35 % кінцевої концентрації водню в розплаві сталі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб дегазації сталі від водню, що включає донну продувку аргоном розплаву металу в ковші при атмосферному тиску під шаром рафінувального шлаку, який відрізняється тим, що продувку здійснюють через пористе днище ковша недорозкисненої у печі сталі. Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 2