Конструкції установок позапічної обробки сталі
Установка ківш-піч – це |з'являє агрегат комплексної обробки сталі. Всі процеси обробки сталі|стали| в установці ківш-піч| засновані на підігріві|підігріванні| металу електричними дугами у поєднанні з перемішуванням металу інертним газом. Завдяки наявності синтетичного шлаку, відповідного оброблюваній марці сталі, установка ківш-піч забезпечує якнайповніше використання розкислювачів та легуючих|. Установка ківш-піч (рис. 2.38) складається з ковша, кожух якого виготовлений з|із| немагнітної нержавіючої|нержавіючої| сталі, встановленого| після|потім| зливу в нього металу на сталевіз| з|із| індуктором| для електромагнітного перемішування. Ківш обладнаний двома знімними кришками: кришкою-склепінням|склепінням| з|із| трьома електродами для дугового обігріву та вакуумщільною кришкою, сполученою|з'єднаною| з|із| системою вакуумних насосів.
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.
Вакуумна обробка сталі.В даний час|нині| в промислово-розвинених країнах з успіхом | працюють сотні установок позапічного вакуумування різної конструкції. Схеми найбільш поширених конструкцій представлені|уявляти| на рис. 2.36.
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.
Робочий шар футерівки вакуумної камери виконується з|із| хромомагнезитового| вогнетриву|. Між робочим шаром і сталевим кожухом викладають тепло ізолюючий шар. Всмоктувальний патрубок із|із| сталевої труби| товщиною 15мм усерединіі|всередині| футерується| хромомагнезитовим| цеглою, зовні|зовнішньо| - високо глиноземистою литою масою на рідкій зв'язці|в'язці|.Вакуумну камеру нагрівають за допомогою графітового стрижня|стержня|, який працює як елемент опору. З|із| його допомогою температура футеровки| підтримується на рівні 1200… 1400 °С.
 |
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.
Камера є|з'являється| витягнутим циліндром, який складається з двох частин|часток|, сполучених|з'єднаних| фланцями. Висота камери залежить від її місткості та складає 8…11м. Футерівку виконують, як правило|, з|із| хромомагнезитових| вогнетривів.
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.
Аргон подають у всмоктувальний патрубок за допомогою декількох трубок|люльок| з|із| нержавіючої|нержавіючої| сталі, які розташовуються на двох - трьох рівнях. У кожну трубку|люльку| аргон подають окремо. Система підігрівання дає можливість|спроможність| підтримувати температуру| футерівки на рівні 1200…1400°С|. Вакууматор обладнаний системою подачі феросплавів та легуючих. Приблизно одна десята частина металу при обробці міститься у вакуумній камері.
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:
a) - при| відливанні|виливку| зливку|зливків|; б) - при переливі|переливанні| з|із| ковша в ківш
1 - виливниця; 2 - вакуумна| камера; 3 -| проміжна ємкість|місткість|; 4 - ківш з|із| металом; 5 - сталерозливний| ківш
Перед обробкою включають вакуумні насоси і після|потім| досягнення певного розрідження метал починають|розпочинають| переливати в ківш, встановлений|установлений| у вакуумній камері. Оптимальний ступінь|міра| дегазації досягається при переливанні металу із швидкістю порядку| 25 т/хв.; тривалість переливання не перевищує 15 хв. Потрібна кількість розкислювачів та легуючих додають|добавляють| в метал під час обробки. Після|потім| переливання вакуумні насоси вимикають|виключають|, тиск|тиснення| в камері підвищується до атмосферного|тиснення|, і ківш з|із| металом подають на розливання.