УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА, РАСПЛАВА И ШЛАКА В КОВШЕ

Полезная модель относится к области металлургии, а именно к обработке жидких металлов, сплавов, шлаков в ковше.
Известны способы и устройства для обработки расплавов кислородом, инертными газами, порошковыми материалами, которые вдувают в расплав потоком инертного газа или кислорода через форму, погруженную в расплав [1]. Недостаток известного способа заключается в применении сложного оборудования (фурмы), и подаче газа под высоким давлением. Все это значительно усложняет процесс рафинирования.
Известны также способы ввода в расплав пакетов легирующих материалов или рафинировочных материалов, упакованных в металлические контейнеры [2]. Сущность способов и устройства заключаются в том, что контейнеры металлические, заполненные рафинированными материалами вводятся в струю разливаемого металла, то есть в металлический расплав. В прототипе 130-ти тонный ковш содержит монолитное днище, футеровку огнеупорную, зону жидкой стали, шлаковую зону, арматурный слой, набивную массу [2].
3
3
Металлические контейнеры, в которых упакованы реагенты, имеют удельный вес ниже, чем расплавленный металл (сталь, чугун, сплавы), имеют плотность значительно ниже (1,5-2 г/см), чем жидкий металл, подвергаемый рафинированию (7 г/см). Поэтому известными способами и устройствами невозможно удержать контейнеры с реагентами в расплавленном металле. Металлические контейнеры расплавляются, и реагенты всплывают и переходят в шлак. Эффективность рафинирования расплавленного металла (например, стали) таким способом низкая.
Задача предлагаемой полезной модели состоит в повышении эффективности обработки металлов, сплавов и шлаков реагентами.
Для этого устройство для обработки металла, расплава и шлака, включающее металлический ковш и его футеровку, дополнительно содержат установленный на дне ковша - электромагнитный индуктор; снабженный узлом для подвода к нему электроэнергии, узлом ввода и вывода охладителя для индуктора, а также огнеупорную футеровку над электромагнитным индуктором.
На прилагаемом чертеже описана схема устройства.
Здесь показана конструкция ковша с электромагнитным индуктором. Ковш содержит огнеупорную футеровку 1; на монолитное дно 2 ковша установлен электромагнитный индуктор 3; для охлаждения которого используют охладитель - для этого существует узел 4 для подачи охладителя в электромагнитный индуктор 3. Устройство снабжено также узлом 5 для подвода электроэнергии к индуктору. Поверх индуктора 3 монтируется футеровка 6. На чертеже также показаны контейнеры 7 с реагентами, необходимыми для обработки расплава, зона 8 жидкой стали; шлаковая зона 9.
В предлагаемой модели на дно ковша укладывают металлические контейнеры 7, заполненные реагентами для рафинирования стали, магнитное поле удерживает стаканы на дне ковша, и заливают сталь в ковш. На индуктор 3 подается напряжение, за счет чего металлические контейнеры удерживаются на дне ковша, затем контейнеры разогреваются от жидкой стали, расплавляются, разогреваются и расплавляются реагенты. Реагенты диффундируют в расплав. В результате диффузии реагента в стали в верхних слоях расплава протекают процессы рафинирования стали, например очистка стали от серы, фосфора, водорода, мышьяка.
Например, при очистке стали от указанных элементов с применением фторидов, хлоридов, карбонатов натрия, калия, кальция, образуются соединения сульфидов, фосфидов, гидридов всплывают на поверхность стали и переходят в шлак.
В известной установке (по прототипу) при обработке стали реагентами в контейнерах не достигается наблюдаемое качество металла. Соответственно, в заявляемой полезной модели процесс рафинирования протекает более полно и, значит, более эффективно.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении качества металла за счет более интенсивного процесса рафинирования.
Источники информации
1. Поволоцкий Д.Я., Кудрин В.А., Вашкарев А.Ф. Внепечная обработка стали, М.МИССИС, 1985 г, с.150-158
2. Нохрина О.И., Рожихина И.Д., Марганцевые руды России и возможные пути их применения, - Новокузнецк «Сибирский государственный индустриальный университет», с 103-123.