Основные реакции в процессе вакуумирования стали

курсовая работа

4.2 Струйное вакуумирование

Струйное вакуумирование основано на пропускании через герметичную камеру, соединенную с вакуумным насосом, струи металла при выпуске его из сталеплавильного агрегата, переливе из ковша в ковш, в изложницу или в промежуточную емкость МНЛЗ (рисунок 4) [7].

Рисунок 4 - Способы струйного вакуумирования стали

В вакуумной камере, которая накрывается крышкой с отверстием, перекрываемым алюминиевой пластиной, перед началом обработки создается разрежение. При открывании стопора или шиберного затвора сталеразливочного ковша струя вытекающей стали прожигает алюминиевую пластину и, попадая в разреженное пространство, разделяется на капли различной величины. При переливе спокойной стали угол раскрытия струи составляет 20 -- 40°, для нераскисленной -- до 140°.

Развитая поверхность раздела металла и разреженного пространства обеспечивает благоприятные условия для раскисления стали, удаления водорода и азота. Дальнейшая дополнительная дегазация происходит с поверхности металла, заполняющего приемную емкость. Во время перелива металла могут быть введены раскислители, а при переливе в ковш, кроме того может быть использована продувка ванны аргоном через донную пробку.

При всех вариантах вакуумной обработки струи в результате увеличенного теплового излучения расширенной струи, большого периода нахождения поверхности металла без шлака и значительной продолжительности процесса происходят существенные тепловые потери, особенно при переливе из ковша в ковш, причем в некоторых случаях требуется перегрев металла в печи до 150 °С. Ковш, используемый для заполнения металлом в процессе обработки, устанавливается в вакуум-камере, которая накрывается крышкой, или ковш непосредственно накрывается крышкой с помощью вакуум-плотного фланцевого соединения. В первом случае обеспечивается возможность заполнения вакуумированным металлом, как ковша, так и изложницы, упрощается обслуживание и исключается необходимость в защите кромки ковша от брызг и пыли. Достоинства второго варианта заключаются в уменьшении откачиваемого объема, габаритов и металлоемкости вакууматора, возможности смены разливаемых ковшей без нарушения вакуума над поверхностью расплава в изложнице, недостатки -- в необходимости иметь в цехе, по крайней мере, два типа ковша с разными посадочными поверхностями, существенно усложняющими их подготовку и эксплуатацию. Кроме того, в этом случае затрудняется размещение на крышке шлюзового устройства для ввода раскислителей.

Внутренние поверхности крышки и вакуум-камеры футеруются, для предотвращения образования настылей на огнеупорной кладке ковша или стенках изложницы вследствие разбрызгивания струи в крышке вакуум-камеры устанавливают огнеупорную направляющую трубу. В крышках размещаются смотровые окна, шлюзовые устройства для ввода кусковых материалов и клапаны для заполнения камеры инертным газом после вакуумирования. Все варианты струйного вакуумирования обеспечивают максимальную степень дегазации в связи с развитой поверхностью капель металла и эффективную защиту его от повторного окисления. Однако в связи с ограниченными технологическими возможностями их применение целесообразно в сочетании с другими, более универсальными методами внепечной обработки, а также при отливке крупных слитков из высококачественной стали.

Разновидностью струйного вакуумирования является поточное, которое представляет собой вакуумную дегазацию струи металла, заливаемого в промежуточную емкость МНЛЗ. В основу этой технологии положены теоретические разработки проф. Г. А. Соколова.

С учетом опыта эксплуатации подобного агрегата на НЛМК был разработан агрегат поточного вакуумирования нового поколения, предназначенный для оснащения вертикально-криволинейной МНЛЗ с радиусом кривизны 6 м для отливки слябов сечением 160x1000 - 160x1600 мм. В разработке принимали участие комбинат "Запорожсталь", ЦНИИчермет, ВНИИметмаш, ПО "Южуралмаш" [8 - 11].

В существующих цехах с ограниченной высотой может быть применен другой вариант конструкции поточного вакууматора, обеспечивающий непрерывное вакуумирование серии плавок. Устройство содержит вакуум-камеру с крышкой и вакуум-проводом, сталеразливочный ковш с затвором и юбкой, герметично состыкованной с вакуум-камерой, шлюзовую камеру с вакуумным затвором и механизмами вертикального и горизонтального перемещения, промежуточный ковш [12].

Делись добром ;)