SU1067838A1

SU1067838A1 - Method of treating molten metal

Info

Publication number: SU1067838A1
Application number: SU823378826A
Authority: SU
Inventors: В.Л. Найдек; А.В. Наривский; Н.С. Ганжа; Ю.С. Бабаскин; В.Н. Костяков; Т.С. Шишханов; В.В. Казанский; В.Н. Демидик; А.П. Ноженко; В.А. Уманский; Е.Б. Полетаев
Original assignee: Институт Проблем Литья Усср
Priority date: 1982-01-08
Filing date: 1982-01-08
Publication date: 1991-12-23

Abstract

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА, включающий погружение плазматрона вглубь металла и подачу через него иокизированного азота, о т л и ч а ю щ и и с тем,| что, с целью повышени коэффициента усвоени азота металлом за счет интенсификации процессов тепло- и массоо&amp; ена в расплаве, плазматрону придают возвратно-поступательное перемещение с одновременным отклонением плазматрона на угол 5-20&deg; от вертикали, а над поверхностью расплава создают избыточное давление азота 100-200 н/м. 2, Способ по П.1, о т л и ч а ю |ц и и с тем, что обработку расплава осуществл ют одновременно несколькими плазматронами, расположенными по окружности. (Л1. METHOD FOR TREATING MELTED METAL, which includes plunging the plasmatron deep into the metal and supplying oxidized nitrogen through it, so that | that, in order to increase the rate of nitrogen assimilation by the metal due to the intensification of the processes of heat and mass & amp & In the melt, the plasmatron is given a reciprocating movement with simultaneous deflection of the plasmatron through an angle of 5-20 ° C. from the vertical, and above the surface of the melt they create an overpressure of nitrogen of 100–200 n / m. 2, the method according to Claim 1, of which has been made so that the melt is processed simultaneously by several plasmatrons located around the circumference. (L

Description

Изобретение относитс к области металлургии, в.частности к процессам , обработки расплавленных металлов и сплавов ионизированными газами, и может быть использовано при выплавке нитридосодержащих лигатур.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the processes of processing molten metals and alloys with ionized gases, and can be used in the smelting of nitride-containing master alloys.

Известен способ обработки расплавленного металла, заключающийс в погружении вглубь металла дугового плазматрона и подачу через него инертного газа. В этом способе на расплав воздействуют ионизированным в дуге газом, что повышает его рафинирующие свойства. Прохождение через расплав высоконагретого газа способствует интенсивному тепло- и массообмену при обработке.A known method of treating molten metal consists in immersing the arc plasmatron deep into the metal and inert gas feed through it. In this method, the melt is exposed to ionized gas in the arc, which increases its refining properties. The passage of high-heated gas through the melt promotes intensive heat and mass transfer during processing.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результатуThe closest in technical essence and the achieved result

к данному изобретению вл етс способ обработки расплавленного металла , включающий погружение плазматроО5 на вглубь металла и подачу через This invention is a method of processing molten metal, which includes immersion of plasma O5 in the metal and flow through

него ионизированного азота. После it is ionized nitrogen. After

00 СО 00 погружени плазматрон перемещают по кругу, что способствует хорошему перемешиванию расплава.00 CO 00 immersion plasmatron move in a circle, which contributes to good mixing of the melt.

Однако степень усвоени азота металлом а данном способе недостаточна , так как обработка расплава плазменной струей происходит на одной посто нной глубине. Поэтому слои расплава, расположенные выше или ниже плоскости вращени плазменной струи, обрабатываютс плазматроном недостаточно интенсивно.However, the degree of assimilation of nitrogen by the metal in this method is insufficient, since the treatment of the melt with a plasma jet occurs at a constant depth. Therefore, the melt layers located above or below the plane of rotation of the plasma jet are not intensively processed by the plasmatron.

Цель изобретени повышение коэффициента усвоени азота металлом за счет интенсификации процессов те ло- и массообмена в расплаве. Поставленна цель достигаетс те что в способе обработки расплавленного металла, включающем погружение плазматрона вглубь металла и полачу через него ионизированного азота, плазматрону придают возвратно-поступательное перемещение с одновременным Ьтйлонением плазматрона на угол бт вертикали, а над поверхностью расплава создают избыточ ное давление азота 100-200 н/м. Обработку расплава могут осуществл ть одновременно несколькими плаз матронами, расположенными по окружности . Придание плазматрону (плазматронам ) возвратно-поступательного пере мещени в вертикальной плоскости по вол ет интенсифицировать процессы тепло- и массообмена в расплаве на всей глубине ванны. Отклонение плазматрона (плазматронов ) на угол 5-20° от вертикали при возвратно-поступательном перемещении во врем обработки способствует интенсификации процессов теп ло- и массообмена в расплаве, а сле . довательно коэффициента усвоени азота металлом. При угле отклонени плазматрона меньше 5° не достигаетс требуемого перемешивани расплава. При угле отклонени более 20 возможно касание плазматроном футеровки ковша или ее оплавление плазменной струей. Создание избыточного давлени азота над поверхностью расплава в пределах 100-20,0 н/м способствует лучшей усво емости азота расплавом При давлении менее 100 н/м степень усвоени азота расплавом почти не отличаетс от- степени усвоени азота в способе-прототипе при отсут ствии избыточного давлени азота над расплавом. При давлении более 200 н/м возникают технические тру ности по надежной герметизации ковш а коэффициент усвоени азота распла вом повышаетс незначительно. Обработку расплава одновременно несколькими плазматронами, располо енными по окружности, целесообразно роводить в ковшах большой емкости. Описанный способ опробован при выплавке ванадиевых лигатур, химический состав которых приведен в таблице. Расчет шихты производили в зависимости от веса плавки и химическог го состава используемых ферросплавов (чугун, ферромарганец, ферросилиций , феррованадий) . Содержание азота вл лось основой дл расчета необходимого количества азота, вводимого в лигатуру через плазматрон . Плавили лигатуру в индукционной печи ИСТ-0,1б, расплав выливали в предварительно нагретый ковш емкостью 100 кг. На ковш устанавливали крышку, и в расплав погружали включенный плазматрон мощностью 100 кВт. Над расплавом создавали избыточное давление азота около 150 н/м путем подачи его в ковш по отдельной магистрали через редуктор и ресивер. Обработку расплава плазматроном производили в течение 15 мин. За это врем в лигatypy ЖВдН (см. табл.1) вводили ;около 2м, а в лигатуру FeV 5 м азота в ионизированном состо нии. В процессе обработки плазматрон поднимали и опуекали на величину от 2/3 до 1/3 глубины ванны со скоростью 0,5 см/с с одновременным отклонением его от вертикали на угол 10-15 . За врем обработки температура расплава в ксвше повышалась на 30-35 С дл обоих типов лигатур. Результаты химанализов и расчетные данные показали, что предложенный способ обработки расплава обеспечивает коэффициент усвоени азота расплавом более 70, что в 1,31 ,5 раза выше, чем в известном способе . Кроме того, достигнуто выравнивание температуры в объеме ванны и сокращение длительности периода обработки. В целом рассмотренный способ обеспечивает в сравнении с известным способом экономический эффект более 5 руб на одну тонну обработанного металла.The purpose of the invention is to increase the rate of nitrogen absorption by the metal due to the intensification of the processes of heat and mass transfer in the melt. The goal is achieved by the fact that in the method of processing molten metal, which includes plunging the plasmatron into the metal and half ionized nitrogen through it, the plasmatron is given a reciprocating movement with simultaneous elimination of the plasmatron at an angle of vertical, and above the melt surface an excess pressure of nitrogen is 100-200 n / m Melt processing can be carried out simultaneously by several plasmatrons located around the circumference. Giving the plasmatron (plasmatrons) a reciprocating movement in a vertical plane will intensify the processes of heat and mass transfer in the melt throughout the depth of the bath. The deviation of the plasmatron (plasmatrons) at an angle of 5–20 ° from the vertical during reciprocating movement during processing contributes to the intensification of heat and mass transfer processes in the melt, and after. the rate of nitrogen absorption by the metal. When the plasmatron deflection angle is less than 5 °, the required melt mixing is not achieved. With a deflection angle of more than 20, it is possible for the plasmatron to touch the lining of the ladle or to melt it with a plasma jet. Creating an overpressure of nitrogen above the surface of the melt within the range of 100-20.0 n / m contributes to a better absorption of nitrogen by the melt. At pressures of less than 100 n / m, the degree of nitrogen absorption by the melt is almost the same as nitrogen absorption in the prototype method in the absence of excess nitrogen. nitrogen pressure above the melt. With a pressure of more than 200 n / m, technical difficulties arise for reliable bucket sealing, and the coefficient of nitrogen assimilation by the melt increases slightly. It is advisable to conduct melt processing simultaneously with several plasmatrons located around the circumference in buckets of large capacity. The described method was tested in the smelting of vanadium masterpieces, the chemical composition of which is given in the table. The charge was calculated depending on the weight of the smelting and chemical composition of the ferroalloys used (cast iron, ferromanganese, ferrosilicon, ferrovanadium). The nitrogen content was the basis for calculating the required amount of nitrogen introduced into the ligature through the plasmatron. The ligature was melted in an IST-0.1b induction furnace, the melt was poured into a 100 kg preheated ladle. A lid was installed on the bucket, and a 100 kW switched-on plasmatron was immersed in the melt. Above the melt, an overpressure of nitrogen of about 150 n / m was created by feeding it into the ladle via a separate line through a reducer and a receiver. The melt was processed by the plasmatron for 15 min. During this time, about 2m was introduced into ligatypy ВVdN (see Table 1), and 5 m of nitrogen in the FeV ligature in the ionized state. During processing, the plasmatron was raised and taken care of by a value from 2/3 to 1/3 of the depth of the bath at a speed of 0.5 cm / s with a simultaneous deviation from the vertical by an angle of 10-15. During the processing time, the melt temperature in the HTFL increased by 30-35 ° C for both types of master alloys. The results of chemical analyzes and calculated data showed that the proposed method of treating the melt provides a nitrogen absorption rate of the melt over 70, which is 1.31, 5 times higher than in the known method. In addition, equalization of temperature in the volume of the bath and reduction of the duration of the treatment period. In general, the considered method provides, in comparison with the known method, the economic effect of more than 5 rubles per ton of treated metal.

Claims

1. METHOD FOR PROCESSING MELTED METAL, including plunging the plasmatron deep into the metal