Конструкції установок позапічної обробки сталі

Установка обладнана системою автоматичного зважування| та присадки|добавки| в ківш необхідних матеріалів.

Рис. 2.38. Установка ківш-піч:

1 - струмопідвідні електродотримачі; 2 - електроди; 3 - тракт подачі сипких матеріалів; 4 – водоохолоджуване склепіння; 5 - інертний газ; 6 - метал; 7 - синтетичний шлак; 8 – газометалевий стовп; 9 - рідкий метал; 10 - продувальний вузол; 11 - сталевіз; 12- газохід; 13 - робоче вікно; 14 - вдування вуглецевмістного матеріалу; 15 - вдування вапна; 16 - введення дроту.

Комплексна технологія позапічної обробки металу на установках ківш-піч включає наступні операції:

- точне регулювання складу та температури металу, у вузьких межах включаючи його нагрів;

- десульфурацію металу шляхом вдування порошкоподібних матеріалів;

- зневуглецювання та вакуумування металу;

- рафінування та модифікування металу вдуванням порошку силікокальцію або введенням останнього у вигляді порошкового дроту;

- мікролегування сталі ніобієм та іншими елементами, що вдуваються в розплав або вводяться в нього у вигляді порошкового дроту.

В даний час найширше використовують такі методи обробки металу під вакуумом:

- вакуумування в ковші;

- порційна та циркуляційна вакуумна обробка;

- вакуумування в струмені (при переливанні).

При вакуумуванні сталі в ковші сталерозливний ківш з розплавленим металом встановлюють в камеру (рис. 2.39), в якій створюється вакуум. Вакуумна камера зазвичай має циліндрову форму, її розміри визначаються можливістю безперешкодного встановлення та видалення ковша за допомогою крана. Зверху вакуумну камеру закривають відкидною або знімною кришкою. Камера й кришка ущільняться між собою за допомогою кільця із спеціальної термостійкої гуми. Поверхні, які при цьому ущільняться, мають водяне охолоджування. На кришці вмонтовано бункери з вакуумними шлюзами, через які до металу вводять розкислювачі та легуючі добавки.

Рис. 2.39. Камера для вакуумної обробки сталі в ковші

У кришці вакуумної камери є оглядове вікно для спостереження (прямий огляд або за допомогою телевізійної камери) за розплавом в процесі обробки. За допомогою спеціального пристрою періодично відбираються проби металу для хімічного аналізу.

Тривалість вакуумної обробки залежить від складу сталі складає 10… 20 хв., а швидкість охолоджування металу при цьому – 3…4,5 ⁰С/хв.

Вакуумування порцій металу. В цьому випадку вакуумній обробці підлягає відразу не весь метал в ковші, а лише його частина, яка поступає в спеціальну вакуумну камеру. Після обробки порції металу вона поступає назад у ківш. Окремі порції обробляються до тих пір, поки весь метал в ковші не буде дегазований з потрібним ступенем.

Принцип роботи установки порційного вакуумування показаний на рис. 2.40.

При опусканні вакуумної камери включаються вакуумні насоси і всередині неї створюється розрядження (~100 кПа|). М|етал| засмоктується у вакууматор| і заповнює нижню частину|частку| камери (рис. 2.40, а). Висота стовпа металу складає поряд| 1,4м. Під час вступу розплаву в розріджений простір|простір-час| вакуумної камери протікають реакції вакуумного вуглецевого розкислювання та дегазації. Коли виділення газів (кипіння) припиняється, вакуумна камера піднімається|підіймає|. Це приводить|призводить| до витікання сталі з камери в ківш (рис. 2.40, б).Підняття та опускання (без повного виймання патрубка з металу і розгерметизації камери) триває до тих пір, поки не буде оброблений весь метал в ковші.

a) б)

Рис. 2.40. Установки порційного вакуумування.

а -| наповнення камери; б -| злив металу з|із| камери;

1 - ківш; 2 – вакуумна камера; 3 - патрубок; 4 - вакуумопровід; 5- дозатор

Циркуляційне вакуумування. На відміну від установки порційного вакуумування в циркуляційній вакуумній камері є два футеровані патрубки, по одному з яких метал засмоктується у вакуумну камеру, а по другому - витікає з неї. Патрубки поглиблені в метал. Коли з камери починають відкачувати повітря, метал піднімається у вакуумну камеру на висоту приблизно 1,4м і покриває нахилену подину камери. У нижню частину всмоктувального патрубка підводять аргон як транспортуємий газ. Аргон піднімається у всмоктувальному патрубку і захоплює за собою метал. По зливному патрубку метал стікає назад в ківш. Схема установки циркуляційного вакуумування показана на рис. 2.41.

Рис. 2.41. Установка циркуляційного вакуумування сталі:

1 - бункер для феросплавів; 2 - бункер-дозатор; 3 – трансформатор.

Всмоктувальний та зливний патрубки мають ззовні додатковий захист з|із| високоглиноземистої маси. Стійкість патрубків – 50…100 обробок, подини| - до 200.

Дегазація сталі в струмені. Вакуумування струменя металу може виконуватися при випуску металу із сталеплавильного агрегату в ківш, переливанні сталі з одного ковша в іншій, розливці металу у виливниці.

У вакуумі струмінь рідкої сталі подрібнюється на краплі та бризки газами, які знаходяться у металі. Схему установки для обробки струменя металу у вакуумі при відливанні зливків (а) та переливанні сталі з ковша в ківш (б) показано на рис. 2.42.

Рис. 2.42. Установки вакуумування в струмені: