Спосіб донної продувки рідкого металу

Реферат: Спосіб донної продувки рідкого металу включає можливість комплексного продування розплаву газами в дугових сталеплавильних печах і в ковшах комбіновано різними газами через донні продувальні пристрої, що складаються з розрахункового числа моноблоків. Застосовується посилена конструкція моноблоків донної продувки рідкого металу. UA 97425 U (54) СПОСІБ ДОННОЇ ПРОДУВКИ РІДКОГО МЕТАЛУ UA 97425 U UA 97425 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до металургії, а саме до обробки металів і сплавів газами у плавильних печах - з метою скорочення часу плавки, зменшення витрати електроенергії, зниження витрати феросплавів, а також з метою рафінування, дегазації і гомогенізації розплаву. Відомий "Спосіб комплексного дрібнобульбашкового продування у печах і ковшах малої ємкості" [1], який включає в дуговій сталеплавильній печі і в ковші донні продувальні пристрої, що складаються з розрахункового числа моноблоків; можливість комплексного продування розплаву газами в дугових сталеплавильних печах і в ковшах комбіновано різними газами через донні продувальні пристрої; продування може вмикатися і вимикатися в будь-які необхідні моменти; в дуговій сталеплавильній печі продувальний пристрій встановлюється в міжелектродній зоні із зсувом його геометричного центра на 5-30 см від центру подини у напрямі випускного отвору печі; у ковші продувальний пристрій встановлюється діаметрально або так, щоб його геометричний центр знаходився на відстані від стінки ковша у межах 1/3-1/4 діаметра днища ковша, а його будь-яка сторона була не ближче 20 см від стінки ковша; під час окислювального періоду в печі продування може здійснюватися з використанням інертних або нейтральних, або відновних, або окислювальних газів; під час відновного періоду, до повного закінчення випуску металу з печі в ківш, продування здійснюється інертним газом; у ковші з метою гомогенізації розплаву необхідно 3-5 хвилин дрібнобульбашкового продування; для видалення неметалічних включень різного хімічного складу тривалість дрібнобульбашкового продування 7-12 хвилин; з метою дегазації тривалість дрібнобульбашкового продування в ковші-печі складає 15-30 хвилин. Цей спосіб вибраний як прототип, але він має наступні істотні недоліки: - ця методика комплексного дрібнобульбашкового продування була розроблена для застосування в малих та середніх ємкостях, коли не було розробленої конструкції моноблоків донної продувки, яка б підходила для використання у великих ємкостях з урахуванням збільшення феростатичного тиску при збільшенні ємності ванни, дія якого на капілярний модуль деформує колекторну систему моноблока, а також викликає в при поверхневій зоні продувального пристрою потужну турбуленцію потоків продувального газу, яка значно підвищує знос вогнетривкого капілярного модулю, особливо при використанні байпаса; - розрахунковий показник загальної площі робочої поверхні продувального пристрою від площі подини сталеплавильної печі або площі днища в ковші для ємкостей більше за 120 тонн може бути менше за 3 % (наприклад, площа робочої поверхні пари продувальних пробок з діаметром робочої поверхні кожної 123 мм - це 0,34 % від площі днища ковша діаметром 3 м), а верхня межа цього співвідношення на практиці може досягати 80 % у малих ємкостях, в яких непросто розмістити продувальний пристрій навіть невеликих розмірів; - в ковші продувка включається при заповненні на ¼ його висоти, але, наприклад, при застосуванні для розкислювання розплаву чушкового алюмінію, продувку відразу включати не можна, бо треба дати металу відстоятися, щоб алюміній засвоївся, а не спливав в шлак. Технічна задача корисної моделі: - коректування діапазону допустимих режимів продувки; - поширення застосування способу на металургійні ємкості від 100 кг до 430 тонн. Поставлена задача вирішується тим, що: - застосовується посилена конструкція моноблоків донної продувки рідкого металу; - після завершення продування в печі і випуску металу в ківш, розплав витримується без продувки не менше 5 хвилин, продувка здійснюється на установці ківш-піч не більше 35 хвилин, на вакууматорі не більше 15 хвилин, далі може вмикатися перед розливанням на 5-15 хвилин, а також може тривати під час розливання в виливниці або у форми, або в сталерозливному під час випуску металу з його в проміжний ківш на машині безперервного лиття заготовок, або в проміжному ковші; - загальна площа робочої поверхні продувального пристрою, що складається з площ робочих поверхонь розрахункового числа моноблоків, може знаходитися в межах 1-80 % від площі подини між відкосами сталеплавильної печі або від площі днища між футерівкою стінок в сталерозливному ковші. - спосіб донної продувки рідкого металу може застосовуватися в дугових сталеплавильних печах ємністю від 1,5 т до 150 т, в ливарних ковшах ємністю від 0,1 т до 100 т, в промоковшах до 65 тонн, в сталерозливних ковшах ємністю до 430 т. Істотними загальними з прототипом ознаками способу є: - в дуговій сталеплавильній печі і в ковші встановлюються донні продувальні пристрої, що складаються з розрахункового числа моноблоків; - можливе комплексне продування розплаву газами послідовно в дугових сталеплавильних печах і в ковшах комбіновано різними газами через донні продувальні пристрої; 1 UA 97425 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - продування може вмикатися і вимикатися в будь-які необхідні моменти; - в дуговій сталеплавильній печі продувальний пристрій встановлюється в міжелектродній зоні із зсувом його геометричного центра на 5-30 см від центра подини у напрямі випускного отвору печі; - у ковші продувальний пристрій встановлюється діаметрально або так, щоб його геометричний центр знаходився на відстані від стінки ковша у межах 1/3-1/4 діаметра днища ковша, а його будь-яка сторона була не ближче 20 см від стінки ковша; - під час окислювального періоду в печі продування може здійснюватися з використанням інертних або нейтральних, або відновних, або окислювальних газів; під час відновного періоду, до повного закінчення випуску металу з печі в ківш, продування здійснюється інертним газом; - у ковші з метою гомогенізації розплаву необхідно 3-5 хвилин дрібнобульбашкового продування; для видалення неметалічних включень різного хімічного складу тривалість дрібнобульбашкового продування 7-12 хвилин; з метою дегазації в ковші-печі тривалість дрібнобульбашкового продування складає 15-30 хвилин. Істотними відмітними ознаками способу, що заявляється, є: 1. застосовується посилена конструкція моноблоків донної продувки рідкого металу; 2. після завершення продування в печі і випуску металу в ківш, розплав витримується без продувки не менше 5 хвилин, продувка здійснюється на установці ківш-піч не більше 35 хвилин, на вакууматорі не більше 15 хвилин, далі може вмикатися перед розливанням на 5-15 хвилин, а також може тривати під час розливання в виливниці або у форми, або в сталерозливному під час випуску металу з його в проміжний ківш на машині безперервного лиття заготовок, або в проміжному ковші; 3. загальна площа робочої поверхні продувального пристрою, що складається з площ робочих поверхонь розрахункового числа моноблоків, може знаходитися в межах 1-80 % від площі подини між відкосами сталеплавильної печі або від площі днища між футерівкою стінок в сталерозливному ковші; 4. спосіб донної продувки рідкого металу може застосовуватися в дугових сталеплавильних печах ємністю від 1,5 т до 150 т, в ливарних ковшах ємністю від 0,1 т до 100 т, в промоковшах до 65 тонн, в сталерозливних ковшах ємністю до 430 т. Наявність приведених істотних ознак корисної моделі є необхідною і достатньою на всі випадки, на які поширюється область використання корисної моделі. Між істотними ознаками корисної моделі і технічнім результатом, - коректування діапазону допустимих режимів продувки, а також поширення застосування способу на металургійні ємкості від 100 кг до 430 тонн - існує причинно-наслідковий зв'язок, який пояснюється наступними доказами. Завдяки тому, що застосовується посилена конструкція моноблоків донної продувки рідкого металу, застосування способу розширюється на металургійні ємності до 430 тонн. Після завершення продування в печі і випуску металу в ківш, розплав витримується без продувки не менше 5 хвилин - розкислювачі засвоюються в розплаві. Продувка не більше 35 хвилин на установці ківш-піч, як показало практичне застосування моноблоків донної продувки рідкого металу, достатня для введення феросплавів, їх гомогенізації і коригування температури рідкого металу перед вакуумуванням або перед розливанням. Продувки на вакууматорі не більше 15 хвилин, за допомогою моноблоків донної продувки рідкого металу, цілком достатньо для досягнення нормативних показників по дегазації розплаву. Вмикання продувки перед розливанням на 5-15 хвилин і під час розливання в виливниці або у форми, або в сталерозливному під час випуску металу з його в проміжний ківш на машині безперервного лиття заготовок, або в проміжному ковші додатково гомогенізує розплав за хімічним складом і температурою, а також підвищує його рідкотекучість. Розширення крайових розрахункових лінійних розмірів продувальних пристроїв так, що загальна площа робочої поверхні продувального пристрою, що складається з площ робочих поверхонь розрахункового числа моноблоків, може знаходитися в межах 1-80 % від площі подини між відкосами сталеплавильної печі або від площі днища між футерівкою стінок в сталерозливному ковші - разом з вище переліченими факторами - поширює застосування способу донної продувки рідкого металу на дугові сталеплавильні печі ємністю від 1,5 т до 150 т, ливарні ковші ємністю від 0,1 до 100 т, промоковші до 65 тонн і сталерозливні ковші ємністю до 430 т. Таким чином, - з метою скорочення часу плавки, зменшення витрати електроенергії, зниження витрати феросплавів, а також з метою рафінування, дегазації і гомогенізації розплаву, отримано спосіб донної продувки рідкого металу шляхом застосування посиленої конструкції 2 UA 97425 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 моноблоків донної продувки рідкого металу; коригування режимів продувки так, що після завершення продування в печі і випуску металу в ківш, розплав витримується без продувки не менше 5 хвилин, продувка здійснюється на установці ківш-піч не більше 35 хвилин, на вакууматорі не більше 15 хвилин, далі може вмикатися перед розливанням на 5-15 хвилин, а також може тривати під час розливання в виливниці, або у форми, або в сталерозливному ковші під час випуску металу з його в проміжний ківш на машині безперервного лиття заготовок, або в проміжному ковші, при тому, що загальна площа робочої поверхні продувального пристрою, що складається з площ робочих поверхонь розрахункового числа моноблоків донної продувки рідкого металу, може знаходитися в межах 1-80 % від площі подини між відкосами сталеплавильної печі або від площі днища між футерівкою стінок в сталерозливному ковші, отже спосіб може застосовуватися в дугових сталеплавильних печах ємністю від 1,5 τ до 150 т, в ливарних ковшах ємністю від 0,1 т до 100 т, в промковшах до 65 тонн, в сталерозливних ковшах ємністю до 430 т, - технічна задача, щодо коректування діапазону допустимих режимів продувки і поширення застосування способу на металургійні ємкості від 100 кг до 430 тонн, повністю вирішена. Джерела інформації: 1. "Спосіб комплексного дрібнобульбашкового продування у печах і ковшах малої ємкості". Патент UA 72571. Опубліковано 27.08.2012. Бюл. № 16. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Спосіб донної продувки рідкого металу, який включає можливість комплексного продування розплаву газами в дугових сталеплавильних печах і в ковшах комбіновано різними газами через донні продувальні пристрої, що складаються з розрахункового числа моноблоків; продування вмикається і вимикається в будь-які необхідні моменти; в дуговій сталеплавильній печі продувальний пристрій встановлюється в міжелектродній зоні із зсувом його геометричного центра на 5-30 см від центра подини у напрямі випускного отвору печі; у ковші продувальний пристрій встановлюється діаметрально або так, щоб його геометричний центр знаходився на відстані від стінки ковша у межах 1/3-1/4 діаметра днища ковша, а його будь-яка сторона була не ближче 20 см від стінки ковша; під час окислювального періоду в печі продування здійснюється з використанням інертних або нейтральних, або відновних, або окислювальних газів; під час відновного періоду, до повного закінчення випуску металу з печі в ківш, продування здійснюється інертним газом; у ковші з метою гомогенізації розплаву необхідно 3-5 хвилин дрібнобульбашкового продування; для видалення неметалічних включень різного хімічного складу тривалість дрібнобульбашкового продування 7-12 хвилин; з метою дегазації тривалість дрібнобульбашкового продування в ковші-печі складає 15-30 хвилин, який відрізняється тим, що застосовується посилена конструкція моноблоків донної продувки рідкого металу. 2. Спосіб донної продувки рідкого металу за п. 1, який відрізняється тим, що після завершення продування в печі і випуску металу в ківш, розплав витримується без продувки не менше 5 хвилин, продувка здійснюється на установці ківш-піч не більше 35 хвилин, на вакууматорі не більше 15 хвилин, далі вмикається перед розливанням на 5-15 хвилин, а також триває під час розливання в виливниці або у форми, або в сталерозливному ковші під час випуску металу з його в проміжний ківш на машині безперервного лиття заготовок, або в проміжному ковші. 3. Спосіб донної продувки рідкого металу за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що загальна площа робочої поверхні продувального пристрою, що складається з площ робочих поверхонь розрахункового числа моноблоків, знаходитися в межах 1-80 % від площі подини між откосами сталеплавильної печі або від площі днища між футерівкою стінок в сталерозливному ковші. 4. Спосіб донної продувки рідкого металу за пп. 1, 2, 3, який відрізняється тим, що він застосовується в дугових сталеплавильних печах ємністю від 1,5 т до 150 т, в ливарних ковшах ємністю від 0,1 т до 100 т, в промковшах до 65 тонн, в сталерозливних ковшах ємністю до 430 т. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 3