RU2101125C1

RU2101125C1 - Steel tapping launder for mixing steel with refinery slag

Info

Publication number: RU2101125C1
Application number: RU96109437A
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Милькин
Original assignee: Владимир Петрович Милькин
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: metallurgical industry; equipment for extrafurnace steel refining. SUBSTANCE: the offered launder has trough-like framework lines with refractory material. Adjoined to straight channel of launder is channel in form of branch for supply of refining slag. Beginning part of refractory brick laying of launder bottom is raised as compared with the remaining part of bottom and forms threshold with overhand. Made under overhang is slag-supplying channel transverse to direction of metal motion. This slag-supplying channel serves for supply of refinery slag and locates under overhang and passes into slotted opening. Behind the threshold, straight section of launder is made with side walls converging and ends in hollow of discharge funnel. The latter is made in form of bowl lines with refractory material. Funnel is located with displacement from side straight wall of launder through a radius of funnel lined bowl. The design allows active forced mixing of steel and refinery slag on all stages of melt moving over launders into teeming slag. Satisfactory averaging of chemical composition and temperature in volume of steel teeming ladle provides for production of ingots of high homogeneity and purity with respect to nonmetallic inclusions. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к металлургической промышленности и применимо к промышленным способам и технологическому оборудованию для внепечного рафинирования стали. The invention relates to the metallurgical industry and is applicable to industrial methods and technological equipment for out-of-furnace steel refining.

Многочисленные технологические схемы внепечного рафинирования стали включают в себя обработку металла жидкими печными и синтетическими шлаками и их смесями. Numerous technological schemes for out-of-furnace steel refining include metal treatment with liquid furnace and synthetic slags and their mixtures.

Кроме активности компонентов шлака, степень завершенности процессов шлакового рафинирования стали находится в прямой связи с развитием контактной реакционной поверхности металл-шлак. При интенсивном перемешивании шлака с металлом их капли вступают в интенсивной массообмен, очищая металл от растворенных и взвешанных примесей. Для этого металл из плавильной печи выпускают с возможно более мощной струей, не менее 10 т/мин, а затем продувают металл в разливочном ковше инертным газом или производят электромагнитное перемешивание металла в промковше. In addition to the activity of the components of the slag, the degree of completion of the processes of slag refining of steel is directly related to the development of the contact reaction surface of the metal-slag. With intensive mixing of slag with metal, their droplets enter into intensive mass transfer, purifying the metal from dissolved and suspended impurities. To do this, the metal from the smelter is released with the most powerful jet possible, at least 10 t / min, and then the metal is blown in the casting ladle with inert gas or electromagnetic stirring of the metal in the bucket is performed.

Однако все эти многочисленные приемы не обеспечивают полноценную очистку стали от неметаллических примесей, чем снижается количество всех выплавляемых сталей. However, all these numerous techniques do not provide a full cleaning of steel from non-metallic impurities, which reduces the amount of all smelted steels.

В обычных производственных условиях жидкую сталь из рабочего пространства плавильных печей выпускают в сталеразливочный ковш по сталевыпускному сварному или литому, футерованному огнеупором желобу. Для быстрого схода жидкой стали и конечного шлака желобы устанавливают с уклоном или крепят к выпускной плите шарнирно для регулирования его уклона. При необходимости примеряют скиммерные заслонки, устанавливаемые на желобе, с помощью которых производится отсекание печного шлака для ограничения попадания его в сталеразливочный ковш. Under normal production conditions, liquid steel is discharged from the working space of smelting furnaces into a steel pouring ladle along a steel outlet welded or cast, lined with refractory chute. For the rapid disappearance of liquid steel and the final slag, the gutters are installed with a slope or attached to the outlet plate articulated to regulate its slope. If necessary, try on skimmer dampers installed on the gutter, with the help of which the furnace slag is cut off to limit its ingress into the steel pouring ladle.

Влияние сталевыпускного желоба известных конструкций на улучшение рафинирования стали в процессе перемещения ее по каналу желоба практически нулевое. Однако сталевыпусные желобы необходимы как транспортное средство для перемещения металла из одной металлоемкости в другую металлоемкость, но не более. The influence of the steel outlet trough of known structures on the improvement of steel refining in the process of moving it along the channel of the trough is practically zero. However, steel gutters are necessary as a vehicle for moving metal from one metal to another metal, but no more.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сталевыпускной желоб для смешивания стали с рафинировочным шлаком, содержащий металлический футерованный огнеупором кожух с основным каналом, начальный прямолинейный участок подины которого выполнен приподнятым в сравнении с остальным продолжением подины и образует порог с каналом для подвода рафинировочного шлака, расположенным поперек направления основного канала и соединенным с каналом для приема рафинировочного шлака [1]
Недостатком известного желоба является низкая эффективность смешивания рафинировочного шлака с потоком металла на желобе и невозможность получения в результате смешивания шлакометаллической эмульсии.The closest in technical essence and the achieved result is a steel discharge chute for mixing steel with refining slag, containing a metal casing lined with refractory with a main channel, the initial rectilinear portion of the bottom of which is made elevated in comparison with the rest of the bottom and forms a threshold with a channel for supplying refining slag, located across the direction of the main channel and connected to the channel for receiving refining slag [1]
A disadvantage of the known gutter is the low efficiency of mixing refining slag with the metal flow on the gutter and the inability to obtain a slag-metal emulsion as a result of mixing.

Задачей изобретения является осуществление в процессе ввода рафинировочного шлака в поток металла на желобе диспергирования шлака по всему объему смешивания до шлакометаллической эмульсии. The objective of the invention is the implementation in the process of introducing refining slag into the metal stream on the trough dispersing the slag throughout the mixing volume to a slag-metal emulsion.

Процесс рафинирования металла шлаком осуществляют в емкости, куда поступает шлакометаллическая эмульсия. Следует особо отметить, что в результате смешивания металла с рафинировочным шлаком до шлакометаллической эмульсии происходит очень хорошее усреднение химического состава и температуры в объеме сталеразливочного ковша, что обеспечивает получение слитков высокой однородности. The process of refining metal with slag is carried out in a tank where the slag metal emulsion enters. It should be especially noted that as a result of mixing the metal with the refining slag to the slag metal emulsion, a very good averaging of the chemical composition and temperature in the volume of the steel pouring ladle occurs, which ensures the production of ingots of high uniformity.

Поставленная задача решается благодаря тому, что сталевывыпускной желоб для смешивания стали с рафинировочным шлаком, содержащий футерованный огнеупором металлический кожух с основным каналом, начальный прямолинейный участок подины которого выполнен приподнятым в сравнении с остальным продолжением подины и образует порог с каналом для подвода рафинировочного шлака, расположенным поперек направления основного канала и соединенным с каналом для приема рафинировочного шлака, снабжен регулирующими устройствами для изменения рабочего сечения его канала и изменения его уклона, а также сливной воронкой, выполненной в виде футерованной огнеупором чаши, расположенной со смещением в сторону от боковой прямолинейной стенки желоба на размер радиуса футерованной чаши воронки, при этом порог выполнен с козырьком, канал для подвода рафинировочного шлака выполнен переходящим в щелевое отверстие и расположен под козырьком, канал для приема рафинировочного шлака выполнен в виде ответвления на желобе, канал участка желоба, расположенного ниже за порогом, выполнен со сближением боковых стенок и оканчивается в полости сливной воронки. The problem is solved due to the fact that the steel outlet trough for mixing steel with refining slag, containing a metal casing lined with refractory with a main channel, the initial straight section of the bottom of which is made raised in comparison with the rest of the bottom and forms a threshold with a channel for supplying refining slag located across direction of the main channel and connected to the channel for receiving refining slag, equipped with control devices for changing the working cross-section of its channel and changes in its slope, as well as a drain funnel made in the form of a bowl lined with refractory, located offset from the side of the rectilinear side wall of the gutter by the size of the radius of the lined bowl of the funnel, while the threshold is made with a visor, the channel for supplying refining slag is made passing into the slit hole and located under the visor, the channel for receiving refining slag is made in the form of branches on the gutter, the channel of the gutter section located below the threshold is made with rapprochement Shackle walls and terminates in the cavity drain funnel.

Предложенная конструкция желоба позволяет обеспечить не только ввод рафинировочного шлака под поток металла, выпускаемого из плавильного агрегата, но и обеспечить на всем пути его следования по желобу дополнительное многократное интенсивное перемешивание разнородным жидких сред. Предварительное смешивание осуществляется за счет изменения сечения среднего участка канала желоба, увеличивающего скорость потока смеси в прямом и поперечном направлениях, выполненного со смещением его боковых стенок. Стесненный участок желоба оканчивается в полости сливной воронки, где дополнительно к приращению скорости потока смеси смесь получает вращательное движение по кругу воронки, которое затем при опускании смеси на выход из воронки переходит во вращательное движение типа спирали. В таком сложном вращательном движении шлакометаллическая смесь сливается в промежуточную металлоемкость для отстоя смеси и процесса рафинирования. The proposed design of the gutter allows not only the introduction of refining slag under the metal stream discharged from the smelting unit, but also provides additional intensive intensive mixing of heterogeneous liquid media along the gutter. Pre-mixing is carried out by changing the cross section of the middle section of the channel of the gutter, increasing the flow rate of the mixture in the forward and transverse directions, made with the displacement of its side walls. The cramped portion of the chute ends in the cavity of the drain funnel, where, in addition to increasing the flow rate of the mixture, the mixture receives a rotational movement in a circle of the funnel, which then, when lowering the mixture to the exit of the funnel, passes into a spiral-type rotational movement. In such a complex rotational motion, the slag metal mixture merges into an intermediate metal for the sludge of the mixture and the refining process.

Все основные размеры узлов желоба и сливной воронки определяют в зависимости от выбранной производительности желоба, способной свободно пропустить через все узлы желоба необходимое количество металла и, в том числе, рафинировочного шлака. All the main dimensions of the nodes of the gutter and the drain funnel are determined depending on the selected performance of the gutter, which is able to freely pass through all the nodes of the gutter the required amount of metal, including refining slag.

Для смешивания металла с рафинировочным шлаком желоб крепится к выпускной плите плавильного агрегата шарнирно, а для регулирования изменения скорости течения металла по участкам длины желоба применяют скиммерные заслонки. To mix the metal with the refining slag, the gutter is hinged to the outlet plate of the melting unit, and skimmer dampers are used to regulate the change in the metal flow rate over the length of the gutter.

При переливах металла из ковша в ковш желоб крепится к носку одного из ковшей шарнирно, с возможностью регулирования изменения его уклона и местоположения приемной чашки желоба под металловыпускным отверстием в металлоемкости во время наклона плавильной печи или промковша для слива стали. When overflowing metal from a ladle into a ladle, the gutter is hinged to the nose of one of the buckets, with the possibility of regulating the change in its slope and the location of the receiving cup of the gutter under the metal outlet in the metal during tilting of the melting furnace or ladle for draining steel.

На фиг. 1 показан общий вид части предложенного желоба, с частичным вырезом подошвы над порогом с козырьком, расположенных в начальной части желоба; на фиг. 2 желоб с боковой стороны и с частичным вырезом его боковой стенки, для лучшего показа конструкции порожистой части желоба; на фиг. 3 - воронка, продольный разрез. In FIG. 1 shows a General view of a portion of the proposed trough, with a partial cutout of the sole above the threshold with a visor located in the initial part of the trough; in FIG. 2 groove on the side and with a partial cutout of its side wall, to better show the design of the rapids of the groove; in FIG. 3 - funnel, longitudinal section.

Сталевыпускной желоб состоит из металлического корытообразного каркаса 1, футерованного огнеупорным материалом 2. Прямолинейный канал желоба снабжен ответвлением 3 от основного желоба. Начальная часть огнеупорной кладки подины желоба приподнята и образует порог с козырьком 4, под которым выполнен поперечный, направлению движения металла шлакоподводящий канал 5, продолжающийся на выходе щелевым питателем 6, которые соединяются с отверстием желоба 3. За порогом прямолинейный участок желоба переходит в стесненный боковыми стенками желоба участок желоба 7, продолжение которого заканчивается сливной воронкой 8, смещенной в сторону на размер радиуса футерованной чаши от прямой боковой стенки желоба. Стыковка и крепление желоба с плавильной печью или сталеразливочным ковшом не показаны, т.к. они могут иметь ряд различных решений в силу нестандартности их конструкций. The steel outlet trough consists of a metal trough-like frame 1 lined with refractory material 2. The rectilinear channel of the trough is provided with a branch 3 from the main trough. The initial part of the refractory masonry of the bottom of the gutter is raised and forms a threshold with a visor 4, under which a slag-feed channel 5 is made transverse to the direction of movement of the metal, and continues at the exit with a slot feeder 6, which are connected to the hole of the gutter 3. Behind the threshold, the rectilinear portion of the gutter is constrained by the side walls the chute section of the chute 7, the continuation of which ends with a drain funnel 8, shifted to the side by the size of the radius of the lined bowl from the straight side wall of the chute. Docking and fastening of the gutter with a melting furnace or steel ladle are not shown, because they can have a number of different solutions due to the non-standard nature of their designs.

Сталевыпускной желоб работает следующим образом. Steel gutter works as follows.

Смешивание стали с рафинировочным шлаком осуществляется путем одновременной подачи стали по основному каналу желоба 1 и подачи рафинировочного шлака по каналу в ответвлении 3 основного желоба. Подача стали и рафинировочного шлака по своим каналам осуществляется в определенной пропорции, предусмотренной технологической нормой. Mixing of steel with refining slag is carried out by simultaneously supplying steel through the main channel of the groove 1 and feeding the refining slag through the channel in branch 3 of the main groove. The supply of steel and refining slag through its channels is carried out in a certain proportion, provided for by the technological norm.

Первоначальное смешивание стали с рафинировочным шлаком начинается непосредственно за порогом с козырьком 4, когда на слой шлака, поступающего из щелевого питателя 6, накладывается слой падающей с порога стали. При падении более тяжелого металла на менее тяжелый шлак происходит первичное их смешивание. По пути движения уже некоторой смеси в стесненный участок и в стесненном участке продолжается перемешивание двух разнородных жидких сред. И когда эта смесь попадает в чашу сливной воронки, то она некоторое время интенсивно вращается по замкнутому кругу чаши воронки, продолжая интенсивно смешивается. Продолжая вращаться, часть смеси попадает в сливной канал воронки, где она многократно закручивается спиралью, и в таком же виде падает из воронки на плотную поверхность расплава смеси в промежуточном или сталеразливочном ковше. При падении закрученной спиралью струи с достаточной для набора скорости высоты и ударе ее о плотную бурлящую поверхность в ковше полученная ранее уже плотная смесь металла и шлака превращается в шлакометаллическую эмульсию. The initial mixing of steel with refining slag begins immediately after the threshold with a visor 4, when a layer of steel falling from the threshold is superimposed on the layer of slag coming from the slot feeder 6. When a heavier metal falls on a less heavy slag, their primary mixing occurs. Along the path of movement of a certain mixture into the confined area and in the restricted area, mixing continues between two dissimilar liquid media. And when this mixture enters the bowl of the drain funnel, then for some time it intensively rotates in a closed circle of the bowl of the funnel, while continuing to mix intensively. Continuing to rotate, part of the mixture enters the drainage channel of the funnel, where it is repeatedly twisted by a spiral, and in the same form falls from the funnel onto the dense surface of the mixture melt in an intermediate or steel-pouring ladle. When a jet twisted by a spiral falls with a height sufficient for gaining speed and hit it on a dense seething surface in a ladle, a previously dense mixture of metal and slag obtained earlier turns into a slag-metal emulsion.

Следует особо отметить, что в результате активного принудительного смешивания стали и рафинировочного шлака на всех этапах движения расплава по желобу в разливочный ковш, происходит очень хорошее усреднение химического состава и температуры в объеме сталеразливочного ковша. Это обеспечивает получение слитков однородности и чистоты по инородным неметаллическим включениям. It should be specially noted that as a result of the active forced mixing of steel and refining slag at all stages of the melt moving through the chute into the casting ladle, a very good averaging of the chemical composition and temperature in the volume of the casting ladle occurs. This provides ingots of uniformity and purity for foreign non-metallic inclusions.

Подготовка печного и синтетического шлаков производится в обычном порядке. Для удобства подачи рафинировочного шлака в приемную чашу отростка на основном желобе оборудуют специальную площадку, оснащенную соответствующим оборудованием для наклона ковша и совмещения его сливного носка с приемной чашей отростка. Preparation of furnace and synthetic slag is carried out in the usual manner. For convenience, the refining slag is fed into the process receiving bowl on the main chute, a special platform is equipped with appropriate equipment for tilting the bucket and combining its drain sock with the process receiving bowl.

Для удобства ремонта желобов их иногда изготавливают съемными, на что не требуется особых затрат времени и средств. For the convenience of repairing the gutters, they are sometimes made removable, which does not require special expenditures of time and money.

Изготовление конструкции предложенного желоба также не требует особых усилий и затрат. Он может быть изготовлен службой текущих ремонтов плавильного участка. The manufacture of the design of the proposed gutter also does not require special effort and cost. It can be made by the maintenance service of the smelter.

К изложенному выше стоит отметить, что в результате предложенного дополнительного рафинирования стали на сталевыпускном желобе, качество стали за счет снижения неметаллических включений, усреднения химического состава и температур поднимается на должную высоту, которая не может быть достигнута по любой из известных схем внепечного рафинирования стали в настоящее время. To the above, it is worth noting that as a result of the proposed additional refinement of steel on the steel outlet, the quality of the steel, due to the reduction of non-metallic inclusions, averaging of the chemical composition and temperature, rises to the proper height, which cannot be achieved by any of the known schemes of out-of-furnace steel refining at present time.

Claims

Steel outlet chute for mixing steel with refining slag, containing a refractory lined metal casing with a main channel, the initial straight portion of the bottom of which is raised in comparison with the rest of the bottom and forms a threshold with a channel for supplying refining slag located across the direction of the main channel and connected to the channel for receiving refining slag, characterized in that the trough is equipped with control devices for changing the working section of its channel and from changing its slope, as well as a drain funnel made in the form of a refractory lined bowl located offset from the side of the rectangular rectangular wall of the gutter by the size of the radius of the lined bowl of the funnel, the threshold being made with a visor, the channel for supplying refining slag is made into the target hole and is located under the visor, the channel for receiving refining slag is made in the form of branches on the gutter, the channel of the gutter section located below the threshold is made with the side walls approaching and ending It is located in the cavity of the drain funnel.