Спосіб позапічної обробки металу

Реферат: Спосіб позапічної обробки металу включає випуск металу з конвертера через випускний отвір льотки і відсічку шлаку, подачу газу до моменту повороту конвертера в положення зливу металу з витратою і тиском, який запобігає викиду металу і шлаку через випускний отвір, подачу газу в період повороту конвертера в положення зливу металу з витратою і тиском, який забезпечує запирання у випускному отворі первинного шлаку, подачу інертного газу - аргону в період зливу металу з витратами і тисками, які забезпечують рафінування металу, подачу газу після закінчення зливу металу з витратою і тиском, який забезпечує перекриття випускного отвору. Крім цього, газ подають в процесі всього циклу в порожнину льотки на відстані 1/4-3/4 від її вхідної частини, а в період зливу металу аргон подають з витратою 0,7  q Ar  2,8 3 м /(т·год.). UA 93239 U (12) UA 93239 U UA 93239 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до чорної металургії, а саме до позапічної обробки металу в процесі випуску плавки з конвертера. В сучасних процесах позапічної обробки металу існує проблема більш повного засвоєння розкислювачів, зменшення їхнього угару та покращення якості сталі. Зазначені проблеми вирішують різними способами, зокрема використанням ефективних способів відсічки пічного шлаку при випуску плавки зі сталеплавильного агрегату, зменшенням окисленості металу до вводу розкислювачів та ін. Найбільш близьким за своєю суттю (прототипом) до способу, що заявляється, є спосіб відділення металу і шлаку, що включає злив металу з конвертера через випускний отвір і відсічку шлаку, подачу газу під тиском, відповідно до якого до моменту повороту конвертера в положення зливу металу газ подають з витратою і тиском, який запобігає викиду металу і шлаку через випускний отвір, в період повороту конвертера в положення зливу металу газ подають з витратою і тиском, який забезпечує запирання у випускному отворі первинного шлаку, в період зливу металу газ подають з витратами і тисками, які забезпечують рафінування метал, після закінчення зливу металу газ подають з витратою і тиском, який забезпечує перекриття випускного отвору. (Патент України № 37723, С21С5/42, С21С5/46, F27D3/00, 2008). У відомому способі діапазон тисків не характеризує витрату газу. Витрата газу для рафінування металу заявлена у відомому способі на рівні постановки задачі - у занадто широкому діапазоні. Адже при низькій витраті газу в період зливу металу знижується його рафінувальна здатність, при високій витраті газу збільшується тривалість зливу металу. Подача газу в порожнину льотки близько до її вихідної частини призводить до значного розбризкування відкритої частини струменю металу і насичення розплаву компонентами повітря. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу позапічної обробки металу, у якому за рахунок раціонального вибору місця подачі газу в порожнину льотки в процесі всього циклу плавки і вибору оптимальної витрати аргону в період випуску плавки з конвертера будуть забезпечені умови для оптимізації часу випуску плавки, створення високоорганізованого газометалевого потоку, що призведе до зниження окисленості металу, зменшення угару розкислювачів і, як наслідок, підвищення якості сталі. Поставлена задача вирішується тим, що в способі позапічної обробки металу, що включає випуск металу з конвертера через випускний отвір льотки і відсічку шлаку, подачу газу до моменту повороту конвертера в положення зливу металу з витратою і тиском, який запобігає викиду металу і шлаку через випускний отвір, подачу газу в період повороту конвертера в положення зливу металу з витратою і тиском, який забезпечує запирання у випускному отворі первинного шлаку, подачу інертного газу - аргону в період зливу металу з витратами і тисками, які забезпечують рафінування металу, подачу газу після закінчення зливу металу з витратою і тиском, який забезпечує перекриття випускного отвору, газ подають в процесі всього циклу плавки в порожнину льотки на відстані 1/4-3/4 від її вхідної частини, а в період зливу металу 3 аргон подають з витратою 0,7 < qAr < 2,8 м /(т·год.). Крім того, до моменту повороту конвертера в положення зливу металу як газ можуть використовувати азот або повітря. Між сукупністю суттєвих ознак способу, що заявляється, та технічним результатом, який буде досягнуто, існує причинно-наслідковий зв'язок. Оговорено рівень введення газу в порожнину льотки в зв'язку з тим, що ця ознака має вирішальний вплив на час випуску плавки, на ступінь організації газометалевого потоку і на ефективність операції рафінування металу. При введенні газу в порожнину льотки на відстані менше 1/4 від її вхідної частини збільшується час випуску плавки, спостерігається висока ступінь організації газометалевого потоку з малою поверхнею розподілу газ-метал (газ утворює великі міхури), що призводить до погіршення ефективності операції рафінування металу. При введенні газу в порожнину льотки на відстані більше 3/4 від її вхідної частини спостерігається низька ступінь організації газометалевого потоку з великою поверхнею розподілу газ-метал (розбризкування), через що відбувається контакт металу з атмосферним повітрям і додаткове насичення металу компонентами атмосферного повітря. При введенні газу в порожнину льотки на відстані 1/4-3/4 від вхідної її частини створюються умови для оптимізації часу випуску плавки, формування високоорганізованого газометалевого потоку і проведення операції рафінування металу. Оговорено витрати аргону в період випуску плавки з конвертера в зв'язку з тим, що газ подають в обмежений простір в порожнині льотки і його кількість значно впливає на такі параметри, як час зливу металу і рафінувальна здатність аргону. При витраті аргону qAr < 0,7 3 м /(т·год.) зменшується поверхня розподілу газ-метал, через що погіршуються умови для протікання поверхневих процесів, таких як видалення кисню з металу через його дифузію в бульбашки аргону у вигляді монооксиду вуглецю. Це призводить до зниження рафінувальної 1 UA 93239 U 3 5 10 15 20 25 30 здатності аргону. При витраті аргону qAr < 2,8 м /(т·год.) починає проявлятися запираючий ефект газу, через що значно збільшується час зливу металу з конвертера. До того ж при такій витраті утворюються газові канали з чітким розмежуванням на газову і металеву фази, що також призводить до зменшення поверхні розподілу газ-метал і зниження рафінувальної здатності 3 аргону. При подачі аргону з витратою 0,7 < qAr < 2,8 м /(т·год.) створюються найбільш сприятливі умови для оптимізації часу зливу металу, утворення високоорганізованого газометалевого потоку і проведення операції рафінування металу. До моменту повороту конвертера в положення зливу металу як газ можна використовувати азот або повітря в зв'язку з меншою вартістю цих газів. Приклад. В 250-т конвертері отримують напівфабрикат - нерозкислену сталь з температурою 1720 °C, вмістом вуглецю 0,05 % і окисленістю 0,1 %. В процесі всього циклу плавки в порожнину льотки на відстані 1/2 від її вхідної частини подають газ. До моменту повороту конвертера в положення зливу металу для запобігання закупорюванню продувних пристроїв в порожнину льотки подають газ з тиском, який запобігає викиду металу і шлаку через випускний отвір, тобто перевищує тиск атмосфери конвертера. В процесі повороту конвертера в положення зливу металу для запобігання потрапляння пічного шлаку в ківш газ подають в порожнину льотки з тиском, що забезпечує запирання у випускному отворі первинного шлаку. Злив металу починають в положенні конвертера, близькому до горизонтального, з витратою 3 газу 2,0 м /(т·год.) і його тиском в порожнині льотки, який не перевищує гідростатичний тиск стовпа сталі і шлаку та забезпечує рафінування металу. З таким режимом подачі газу в порожнину льотки газометалевий потік має низький показник розбризкування і високий ступінь організації. Це зменшує поверхню контакту газометалевого потоку з атмосферним повітрям і сприяє проведенню рафінування металу. Температура металу в кінці випуску зменшилась до 1680 °C, вміст вуглецю склав 0,02 %, окисленість 0,04 %. Після закінчення зливу металу газ подають в порожнину льотки з тиском, який забезпечує перекриття випускного отвору, тобто перевищує гідростатичний тиск стовпа шлаку. Конвертер повертають в вертикальне положення і надалі цикл роботи конвертера повторюється. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє здійснювати надійну відсічку шлаку з одночасним проведенням операції рафінування металу в процесі його зливу з конвертера. При цьому газометалевий потік має високий ступінь організації, мінімальний контакт з атмосферним повітрям, а процес рафінування металу виконується в більш повній мірі, що призводить до підвищення якості сталі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 1. Спосіб позапічної обробки металу, що включає випуск металу з конвертера через випускний отвір льотки і відсічку шлаку, подачу газу до моменту повороту конвертера в положення зливу металу з витратою і тиском, який запобігає викиду металу і шлаку через випускний отвір, подачу газу в період повороту конвертера в положення зливу металу з витратою і тиском, який забезпечує запирання у випускному отворі первинного шлаку, подачу інертного газу - аргону в період зливу металу з витратами і тисками, які забезпечують рафінування металу, подачу газу після закінчення зливу металу з витратою і тиском, який забезпечує перекриття випускного отвору, який відрізняється тим, що газ подають в процесі всього циклу в порожнину льотки на відстані 1/4-3/4 від її вхідної частини, а в період зливу металу аргон подають з витратою 0,7  q Ar  2,8 м3/(т·год.). 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до моменту повороту конвертера в положення зливу металу як газ використовують азот або повітря. Комп’ютерна верстка О. Рябко 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