Процес отримання великих ковальських зливків сифонним способом

Реферат: Процес отримання великих ковальських зливків, при якому здійснюють виплавку металу в електродуговій печі, випуск металу в шиберний ківш, обробку металу на установці ківш-піч, транспортування ковша у вакуумну камеру на обробку і його виїзд на розливання, випуск металу з ковша, а також віддання сумішей після заливання зливка. Крім цього, після транспортування ковша на обробку виконують виплавку в печі другої порції металу, випуск металу в другий ківш, обробку на установці ківш-піч другої порції металу, передачу другого ковша у вакуумну камеру на обробку і його виїзд на розливання, транспортування першого ковша, а також випуск металу з другого ковша із захистом струменя металу аргоном. UA 112321 U (12) UA 112321 U UA 112321 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до металургії, а саме - отримання великих зливків масою не менше 91 тонни, залитих сифонним способом із двох шиберних ковшів установки "ківш-піч" із перериванням подачі металу до центрової. Відомий спосіб отримання великих зливків, що включає попереднє нагрівання виливниці, встановлення на піддонні виливниці з додатковою надставкою і заливання зверху сталі у виливницю. Попереднє нагрівання піддоння, виливниці та додаткової надставки виконують відповідно до 200-600 °C, 150-500 °C, 100-300 °C. Причому піддоння нагрівають порівняно з виливницею вище на 50-100 °C, а додаткову надставку - нижче на 50-200 °C. Використання даного способу отримання зливків дозволяє ліквідувати скупчення оксидних включень і підвищити вихід придатного [SU № 1497860, B22D7/00, 10.08.1996]. Основним недоліком способу отримання великих зливків із заливанням металу зверху є забруднення металу зливка екзогенними включеннями. Найбільш близьким за сукупністю суттєвих ознак, результатом, що досягається, і технічною суттю до пропонованої корисної моделі є спосіб сифонного розливання якісної сталі, що включає розміщення у виливниці екзотермічної і теплоізолюючої шлакоутворюючої сумішей і заливання розплаву у виливниці, а також комплексне використання шлакових сумішей і вуглеводнів [UA № 18525, B22D 7/00, 25.12.1997]. Відмітною особливістю винаходу за патентом № 18525 є те, що під час сифонного розливання сталі на екзотермічній і шлакоутворюючій сумішах розміщують граничні тверді вуглеводні у кількості 30-150 грамів на тонну (т) сталі. Застосування граничних насичених вуглеводнів дозволяє знизити температуру плавлення суміші на 60-90 °C, а також знизити парціальний тиск кисню в порожнині виливниці під дією продуктів горіння вуглеводнів, що виділяються. Продукти горіння вуглеводнів створюють в об'ємі виливниці відновну атмосферу, запобігаючи тим самим окисленню металу, а сажістий вуглець, що покриває стінки виливниці, сприяє більш легкому відділенню шлакового гарнісажу від стінок виливниці й знижує змочуваність чавуну виливниці рідкою сталлю. За сукупністю суттєвих ознак описаний спосіб (процес) отримання великих ковальських зливків сифонним способом є найбільш близьким аналогом (прототипом). Недолік даного винаходу полягає в тому, що зменшення або збільшення необхідної кількості застосовуваних вуглеводнів призводить до порушення відновної атмосфери і, отже, до окислення металу, знижуючи якість металу для виготовлення виковків. В основу корисної моделі поставлено задачу - створити процес отримання великих ковальських зливків масою не менше 91 т, що забезпечує високу якість металу для виготовлення виковків. Вирішення цієї задачі забезпечується за рахунок технічного результату, що полягає в заливанні великого сифонового зливка по черзі з двох ковшів із короткочасним припиненням подачі металу в центрову, а також усунення впливу неметалічних включень і розчинених газів, що утворюються, на технологічний процес отримання великих зливків. З метою усунення впливу негативних факторів (вмісту неметалічних включень та розчинених газів) на технологічний процес виробництва великих зливків у сталеплавильному цеху проведено промислову апробацію розливання сталі сифонним способом із двох шиберних ковшів установки "ківш-піч" шляхом переривання подачі струменя металу до центрової і захистом струменя металу від вторинного окислення аргоном. У результаті дослідного впровадження технологічного процесу встановлено, що для його здійснення необхідно виконати такі технологічні операції: - виплавка в електродуговій печі першої порції (плавки) металу; - випуск рідкої сталі в шиберний ківш № 1; - передача металу на установку "ківш-піч" (далі - УКП) № 1 для десульфурації і доведення до необхідного хімічного складу; - передача шиберного ковша № 1 у вакуумну камеру на VD-обробку для забезпечення низького вмісту газів і неметалевих включень у сталі; - виплавка в електродуговій печі другої порції (плавки) металу; - випуск рідкої сталі в шиберний ківш № 2; - передача шиберного ковша № 2 на УКП-2 для десульфурації і доведення до необхідного хімічного складу; - передача шиберного ковша № 2 у вакуумну камеру на VD-обробку; - виїзд шиберного ковша № 1 з УКП-1 на розливання; - виїзд шиберного ковша № 2 з VD-обробки на розливання; - підвішування перед початком процесу розливання розливної суміші в мішках за допомогою пенькової мотузки на металевих прутках перпендикулярно осі сифонної проводки; - настройка позиціонування (примірка наїзду ковшів на центрову); 1 UA 112321 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - відкриття шиберного затвора в ковші № 2 і випуск металу; - подача аргону для захисту струменя металу; - транспортування шиберного ковша № 1; - випуск металу з шиберного ковша № 1; - віддача екзотермічної й утеплювальної сумішей після заливки зливка. Для оптимізації часу транспортування і початку розливання з ковша № 1 після закінчення розливання з ковша № 2 в сталеплавильному цеху була розроблена система автоматизованого позиціонування на ливарному крані вантажопідйомністю 160 т. Заявлений і відомий процеси одержання зливків мають такі подібні ознаки: - виплавка металу в електродуговій печі; - випуск рідкої сталі в шиберний ківш; - передача рідкого металу на обробку на УКП; - передача шиберного ковша на VD-обробку; - відкриття шиберного затвора в ковші та випуск металу; - віддача екзотермічної і утеплювальної сумішей після заливки зливка. Пропонований процес має наступні відмітні ознаки: - виплавка в електродуговій печі другої порції металу; - випуск рідкої сталі у другий ківш; - передача другої порції металу на обробку на УКП-2; - передача другого ковша у вакуумну камеру на VD-обробку; - виїзд другого шиберного ковша з VD-обробки на розливання; - настройка позиціонування (примірка наїзду ковшів на центрову); - транспортування першого ковша; - відкриття шиберного затвора у другому ковші та випуск металу; - подача аргону для захисту струменя металу. Операції виплавки в електродуговій печі другої порції металу, випуску рідкої сталі у другій ківш і передачі на УКП-2 другої порції металу для десульфурації і доведення до необхідного хімічного складу дозволяють отримати якісний великий сифонний зливок. Передача другого ковша у вакуумну камеру на VD-обробку забезпечує необхідний вміст водню в зливку, а застосування аргону захищає метал від вторинного окислення. Шляхом настройки позиціонування можна застосувати два ковша для заливки великих зливків, що розширює номенклатуру сифонних зливків без введення в експлуатацію нового обладнання. В результаті забезпечується заливка великого сифонового зливка по черзі з двох ковшів із короткочасним припиненням подачі металу до центрової, а також усувається вплив неметалічних включень і розчинених газів, що утворюються, на технологічний процес отримання великих зливків. Виключення з вищевказаної сукупності відмітних ознак хоча б однієї з них не забезпечує досягнення зазначеного технічного результату. Заявлене технічне рішення не відоме з рівня техніки, тому є новим. Заявлена корисна модель промислово застосовна - вона призначена для використання в промисловості та впроваджена в сталеплавильному виробництві Новокраматорського машинобудівного заводу (НКМЗ). Після апробації і дослідного впровадження даного технологічного рішення було отримано 13 зливків різних марок сталі великого розважування (не менше 91 т). Отримані зі зливків вироби піддали ультразвуковому контролю, результати якого підтвердили відсутність дефектів, що не задовольняють технічним вимогам. Таким чином, реалізація процесу отримання ковальських зливків забезпечує заливання великих сифонових зливків по черзі з двох ковшів, усуває вплив неметалічних включень і розчинених газів на технологічний процес отримання зливків, забезпечуючи високу якість металу для виготовлення виковків. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Процес отримання великих ковальських зливків, при якому здійснюють виплавку металу в електродуговій печі, випуск металу в шиберний ківш, обробку металу на установці ківш-піч, транспортування ковша у вакуумну камеру на обробку і його виїзд на розливання, випуск металу з ковша, а також віддання сумішей після заливання зливка, який відрізняється тим, що після транспортування ковша на обробку виконують виплавку в печі другої порції металу, випуск металу в другий ківш, обробку на установці ківш-піч другої порції металу, передачу другого ковша у вакуумну камеру на обробку і його виїзд на розливання, транспортування першого ковша, а також випуск металу з другого ковша із захистом струменя металу аргоном. 2 UA 112321 U 2. Процес за п. 1, який відрізняється тим, що після виїзду ковшів на розливання здійснюють настроювання їх позиціонування відносно центрової. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3