RU1788024C - Способ обескремнивани жидкого чугуна - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : за врем  продувки формируетс  посто нна  по площади поверхность контакта кислорода с чугуном, расположенна  на глубине погружени  продувочной фурмы, котора   вл етс  дополнительной (к суммарной поверхности всплывающих газовых пузырей) поверхностью взаимодействи  кислорода с элементами чугуна; дополнительна  поверхность контакта формируетс  путем вдувани  кислорода в изолированный от чугуна объем, полученный в результате скоплени  кислорода под ограничителем всплывани  газовых пузырей; кислород из изолированного объема истекает в двух режимах; 70-90% от общего расхода - в пузырьковом режиме, а 30-10 % -в режиме вытеснени  из изолированного объема . Способ эффективно реализуетс  при формировании дополнительной поверхности контакта кислорода с чугуном площадью 3-25% от площади чугуна в заданном сечении ковша. 1 табл., 1. ил.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , конкретнее к способам обработки жидкого чугуна.

Известный способ обескремнивани  жидкого чугуна, включает заливку в ковш жидкого металла, погружение фурмы с колоколом , подачу кислорода под колокол с фор- мированием поверхности контакта кислород - чугун равной 3-25% от площади чугуна в установленном сечении ковша.

Данный способ обработки чугуна обеспечивает высокую степень использовани  тепла от окислени  кремни  и высокую степень использовани  вдуваемого кислорода, сохранив при этом высокую стойкость футеровки ковша.

Однако, недостатком данного способа  вл етс  больша  длительность обработки чугуна, вызванна  тем, что реализаци  способа , обеспечивающа  достижение цели возможно при, малой интенсивности продувки . Обработка чугуна при высокой интенсивности продувки (250 и более м3/ч) по данному способу нецелесообразна ввиду перехода режима истечени  кислорода из изолированного от чугуна объема из режима вытеснени  с образованием газовых пузырей малого диаметра в режим струйного вы- теснени  по периметру ограничител  с образованием газовых, пузырей большого диаметра.

Режим струйного вытеснени  кислорода в жидкий чугун ввиду образовани  газовых пузырей большого диаметра и всплывании их вблизи друг друга приводит к увеличению скорости всплывани  газовых пузырей и уменьшению времени контакта кислорода с чугуном, что снижает степень

ю

использовани  вдуваемого кислорода и выдел ющегос  тепла, и увеличивает вынос окислов железа в виде бурого дыма, и тем самым повышает пылевыделени ,

Кроме того, больша  длительность обработки приводит к технологическим задержкам чугуноврзных ковшей на установке обработки чугуна, йтатедовательно, к задержкам подачи чугуна к сталеплавильным аг регатам., ;: С.:.;:- ,...;

Целью изобретени   вл етс  сокраще - нйе длительности обработки чугуна за счет .повышени  интенсивности продувки, снижение пылевыделений при сохранении высокой степени использовани  вдуваемого кислорода и тепла. ; : ; .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе обескремнйвани  жидкого чугуна , включающего заливку чугуна в ковш, погружение в ковш фурмы с колоколом, подачу кислорода под колокол с формированием поверхности контакта кислород-чугун, равной 3-25% от площади чугуна в установленном сечении ковша, кислород в количестве 70-90% от общего расхода подают:в пузырьковом режиме вверх равномерно по всей поверхности газопроницаемого колокола . ;-V:. ... ;. . -. . :

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что вдуваемый в жидкий чугун кислород , формиру  дополнительную поверхность контакта, истекает из изолированного от чугуна объема одновременно в двух режимах: у кромок ограничител  - в режиме / вытеснени , а над остальной площадью ог раничител  - в пузырьковом режиме, Истечение из изолированного от чугуна объема основной части (70-90%) вдуваемого кислорода в жидкий чугун приводит к увеличению суммарной площади контакта кислорода с жидким чугуйом за счёт образовани  газовых пузырей малого диаметра. Кроме того,

образование газовых пузырей малого диа: метра Приводит к уменьшению скорости их

всплыва ни  и, следовательно, приводит к

увеличению времени контакта кислорода с

чугуном, Д;;.;л . .-.... ..

Истечение из изолированного от чугуна объема части вдуваемого кислорода (30- 10%) в режиме вытеснени  приводит к образованию газовых пузырей, которые всплыва  захватывают микрообъемы жидкого метал л а и образуют восход  щие цйрку- л ционные потоки, привод щие к локальному повышению уровн  металла на поверхности чугуна в виде кольцеобразного буруна с диаметром, близким диаметру ограничител , и мен ющие направление на противоположное по обе стороны восход щих потоков (у стенок и в центральной части ковша)..

Газовые пузыри, всплывающие в центральной части ковша в пузырьковом режиме

.и имеющие меньший диаметр, чем пузыри образованные при истечении в режиме вытеснени , попадают в противоток нисход щих потоков и поэтому скорость их всплывани  в чугуне уменьшаетс , и следо0 вательно врем  контакта кислорода с чугуном увеличиваетс , что приводит к полному растворению кислорода пузырей малого диаметра на окисление элементов чугуна, а также снижению выноса окислов железа в

5 атмосферу.

Истечение кислорода из изолированного объема происходит одновременно в двух режимах: пузырьковый режим с образованием пузырей, малого диаметра и режим

0 вытеснени  с образованием пузырей большего диаметра чем в пузырьковом режиме, но меньшего чем в струйном.

Основна  часть вдуваемого кислорода, за счет меньшего противодавлени  металла

5 сверху ограничител , истекает в пузырьковом режиме, а избыточный кислород - в режиме вытеснени .

Повышение интенсивности вдуваний кислорода в изолированный от чугуна объем

0 приводит в первую очередь к повышению интенсивности истечени  кислорода из изолированного объема в пузырьковом режиме до определенной критической величины, характеризующейс  пропускной способно5 стью каналов ограничител  и противодавлением металла, после которой происходит повышение давлени  кислорода в изолированном объеме и перераспределение вдуваемого кислорода по режимам ис0 течени .

Предлагаемый способ обескремнйвани  жидкого чугуна, за счет подачи 70-90% кислорода, вдуваемого в изолированный от чугуна объем в жидкий чугун в пузырьковом

5 режиме с равномерным распределением по поверхности, ограничивающей изолированный объем, позвол ет повысить интенсивность продувки, тем самым, сократить длительность обработки чугуна, снизить пы0 лёвыделени  сохранив при этом высокую степень использовани  вдуваемого кислорода и тепла.

;Лри истечении кислорода из изолированного объема в жидкий чугун более 90%

5 от общего расхода в пузырьковом ре жиме и менее 10% в режиме вытеснени , в результате малого расхода кислорода на образование циркул ционных потоков, основна  часть всплывающих пузырей кислорода имеет недостаточное врем  контакта, что

приводит к неполному взаимодействию кислорода пузыр  и уменьшает степень использовани  кислорода и выдел ющегос  тепла, и следовательно, дл  достижени  цели требует увеличени  длительности обработки . Кроме того, неполное взаимодействие кислорода пузыр  приводит к повышению пылевыделений.

При истечении кислорода из изолированного объема в жидкий чугун менее 70% от общего объема в пузырьковом режиме и более 30% в режиме вытеснени , в результате большого расхода кислорода на образование циркул ционных потоков, скорость всплывани  кислорода в пузырьковом режиме уменьшаетс . Однако, кислород, истекающий в режиме вытеснени , имеет меньшую степень усвоени  и меньшую степень обескремнивани , что дли достижени  цели требует увеличени  длительности об работки. Кроме того, образование газовых пузырей большого диаметра приводит к повышению пылевыделений ввиду недостаточного времени контакта на растворение пузырей кислорода. 1 . На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

На схеме 1 - ковш, 2 - жидкий чугун, 3 - фурма; 4-ограничитель, 5-изолированный объем кислорода, 6 - дополнительна  поверхность контакта кислорода с чугуном, 7 - область всплывани  газовых пузырей в пузырьковом режиме в противотоке с нисход щими потоками жидкого чугуна, 8 - проходимые каналы в ограничителе.

Пример конкретного выполнени .

Заливочный ковш емкостью 100 тонн, заполненный чугуном, подают на установку продувки чугуна кислородом, оборудованную погружной фурмой у сопла которой расположен ограничитель всплывани  газовых пузырей, служащий дл  образовани  изолированного объема кислорода в чугуне, формировани  дополнительной поверхности контакта кислорода с чугуном и распределении кислорода по режимам вдувани  на пузырьковый режим и режим вытеснени .

В качестве ограничителей использовали конусы, выполненные из корундографи- та, п ти вариантов, высотой 0,4 м и диаметром расширенной нижней части равным 0,28; 0,35; 0,78; 1,0 и 1,25 м, что соответствует 2, 3, 15, 25 и 28 процентам от 3,14 м площади чугуна в сечении ковша на глубине 2,5 м.

Дл  регулировани  вдуваемого кислорода по режимам истечени  использовали 5 вариантов ограничителей, имеющих следующее количество отверстий 256, 242, 215, 188 и 175. Что соответствует 95, 90, 80, 70 и

-

65% от общего расхода кислорода, истекающего в пузырьковом режиме. Количество отверстий дл  каждого варианта определ ли расчетным путем-.

5Погружна  фурма выполнена в виде трубы футерованной шамотными катушками.

Погружение фурмы в чугун начинают при подаче кислорода 120 м /ч и с увеличением глубины погружени  фурмы до 2,5 м 10 расход кислорода увеличивают до 400 м3/ ч.

После вдувани  180 м3 кислорода (27 мин) фурму поднимают из ковша с одновременным снижением расхода кислорода до 120 м3/ч, извлекают из чугуна и закрывают 15 подачу кислорода.. . :.--.

Эффективность предлагаемого способа обескремнивани  жидкого чугуна оценивали по длительности обработки (вдувани  кислорода) и по интенсивности продувки чу- 20 гуна кислородом..-.

Снижение пылевыделени  оценивали по содержанию плавильной пыли в отход щих газах.

Степень использовани  тепла от окис- 25 лени  кремни  оценивали по повышению температуры чугуна в пересчете на 1 м3 вдуваемого кислорода. Замер температуры производили до и после обескремнивани  чугуна, погружа  термопару на глубину 0,7 - 30 1,0 м. . - ;-

Степень использовани  вдуваемого кислорода оценивали расчетным путем по затратам кислорода на окисление углерода, кремни  и марганца. Количество окислен- 35 ных элементов в процессе обескремнивани  чугуна определ ла по разности, содержани  последних в пробах чугуна, отобранных до и после обработки.

Наилучшие показатели по сокращению 40 длительности обработки чугуна за счет повышени  интенсивности продувки и снижени  пылевыделений при сохранении высокой степени использовани  вдуваемого кислорода и тепла при соблюдении за в- 45 л емых признаков соответствуют вариантам 2-4. При отклонении за вл емых параметров результаты по цели предлагаемого способа снижаютс  (варианты 1 и 5).

Как видно из таблицы предложенный 50 способ обескремнивани  жидкого чугуна позвол ет сократить длительность обработки чугуна за счет повышени  интенсивности продувки с 150 м3/ч (прототип) до 400 м3/ч, что при одинаковом количестве введенного

55 в чугун кислорода соответствует 72 минутам обработки (прототип) и 27 минутам (предложенный способ). Кроме того, предложенный способ по сравнению с основным изобретением позвол ет снизить содержание пла вильной пыли в отход щих газах с 18 г/м3

до 4 - 7 г/м3, причем степень использовани  вдуваемого кислорода и выдел ющегос  тепла остаетс  высокой, превышающей показатели прототипа.

Claims (1)

1. Формула изобрётени  Способ рбёскремнивани  жидкого чугуна , включающий заливку чугуна в ковцг, погружение в ковш фурмы с кРлркрлрм, подачу кислРрода под колокол с формированием поеёрхнбсти контакта кислород-чугун, рав0

   ной 3-25% от площади чугуна в установленном сечении ковша, о т л и ч. а ю щ и и с   тем, что, с целью сокращени  длительности обработки за счет повышени  интенсивности продувки, снижени  пылевыделений при сохранении высокой степени использовани  кислорода и тепла, кислород в количестве 70-90% от общего подают в пузырьковом режиме вверх равномерно по всей поверхности газопроницаемого колокола .

   Химический состав чугуна до обескремнивани , I: .

   Температура чугуна до обескремнивани , °С .

   Площадь пополнительно формируемой поверхности взаимодействи  Кислорода с чугуном, %

   Расход истекающего кислорода , & об общего объема:

   пузырьковый режим- режим вытеснени  .:

   Количество отверстий диаметг ром 1 мм в ограничителе, шт

   Химический состав чугуна после обескремнивани , %:

   . - . . : М .. . - / . ;

   Степень обескремнивани  :

   чугуна, t... . . .

   Температура чугуна прсле обескремнивзни ,сС ...

   Количество введённого в чугун кислорода, м3

   Интенсивность пролувки , чугуна кислородом, м3/ч

   Длительность вдуваний кислорода , мин :

   Содержание плавильной пыли в отход чих газах, г/м

   Повышение температуры чугуна в пересчете на 1 м3 вдуваемого кислорода,°С

   .Степень использовани  кис-  орода, %

   Стойкость футеровки ковша, наливре за всю кампанию

   ,1.2Ъ,Л

   О,

   0,960,36

   1237123/

   1515

   О

   1DO

   k,k24,42

   0,740,74

   0,360,96

   4,424,42 4,42

   0,740,740,74

   0,960,960,96

   1237 Т237 1237 1237

   О

   130

   95

   5

   256

   90

   10

   242

   15

   80

   20

   215

   25

   70

   30

   188

   1237

   28

   65

   35

   175

   4,414,414,414,414,4l4,414,41

   0,5750,6380,6030,6010,5690,5610,558

   0,870,870,370,370,,870,87

   22,3013,73: 18,5118,7823,1124,1924,59

   0,19 0,13 0,226 0,236 0,238 0,241 0,225 88,4 73,6 89,2 9t,3 92,9 9T,1 88,3

   340

   333

   340

   340 337

   335

   334

   4,424,42 4,42

   0,740,740,74

   0,960,960,96

   1237 Т237 1237 1237

   1237

   90

   10

   242

   15

   80

   20

   215

   25

   70

   30

   188

   28

   65

   35

   175

   340

   340 337

   335

   334