UA32074U

UA32074U - Fireproof block for introduction of gases into molten metal

Info

Publication number: UA32074U
Application number: UAU200704337U
Authority: UA
Inventors: Yevhen Pylypovych Diiuk; Oleh Vasyliovych Nosochenko; Viacheslav Volodymyrovych Kyslytsia; Oleh Borysovych Isaiev; Mykola Antonovych Vozhol; Leonid Serhiiovych Liepikhov; Vasyl Petrovych Krutikov
Original assignee: Yevhen Pylypovych Diiuk; Oleh Vasyliovych Nosochenko; Oleh Borysovych Isaiev; Lepikhov Leonid Serhiovych; Vasyl Petrovych Krutikov
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-05-12

Abstract

Fireproof block for introduction of gases into molten metal relates to the branch of metallurgy and foundry production and can be used for teeming of liquid metals through the intermediate pouring devices.

Description

Корисна модель відноситься до галузі металургії та ливарного виробництва і може бути використаний при розливанні рідких металів через проміжні розливні пристрої.The useful model refers to the field of metallurgy and foundry production and can be used when pouring liquid metals through intermediate pouring devices.

В теперішній час для зниження забруднення сталі від неметалевих включень, газів та підвищення її якості, при розливі рідкого металу з ковша його продувають інертними газами з використанням всіляких вогнетривких пристроїв (блоків, фурм тощо). В результаті як адгезії неметалевих включень до пузирів інертного газу, так і різниці парціальних тисків газів в сталі та пузирях, що пронизують її, перебігає процес видалення неметалевих включень в шлакову зону на поверхні сталі, а газів в навколишнє середовище.Nowadays, in order to reduce contamination of steel from non-metallic inclusions and gases and improve its quality, when liquid metal is poured from a ladle, it is blown with inert gases using all kinds of refractory devices (blocks, nozzles, etc.). As a result of both the adhesion of non-metallic inclusions to the inert gas bubbles and the difference in the partial pressures of gases in the steel and the bubbles penetrating it, the process of removing non-metallic inclusions into the slag zone on the surface of the steel, and gases into the environment, takes place.

Відомий пристрій вводу газу в розплавлений метал, який має тугоплавкий корпус і представляє собою перемішувальний блок, що примикає до кладки з вогнетривкої цегли, утворюючи єдине непорушне захисне тугоплавке облицювання металургійної ємкості. Він має велику кількість поперечних каналів, якими через підвідну трубку подають перемішувальний газ |пат. США кл. с21с 5/48 Ме4840354|.A well-known device for introducing gas into molten metal, which has a refractory body and is a mixing block adjacent to a refractory brick masonry, forming a single indestructible protective refractory lining of a metallurgical container. It has a large number of transverse channels through which the mixing gas |pat is supplied through the inlet tube. USA cl. p21s 5/48 Me4840354|.

Недоліками цього пристрою є: 1. Конструктивна складність, що пов'язана з необхідністю мати додаткове тугоплавке захисне облицювання дна та бокових стінок при установці в металургійній ємкості щоб забезпечити надійність в роботі, а це призводить до підвищення витрат на виготовлення. 2. Конструкція продувочного пристрою має обмежені можливості використання, оскільки дозволяє вводити перемішувальний газ тільки в металургійні ємкості з стаціонарним рівнем металу. Крім цього, така конструкція не може бути використана в металургійних агрегатах проточного типу (з обмеженим часом перебування рідкого металу, наприклад, проміжний ківш МНЛЗ) тому, що не дозволяє здійснювати ефективний розподіл газу що вдувається за всією шириною потоку металу.The disadvantages of this device are: 1. Structural complexity associated with the need to have an additional refractory protective lining of the bottom and side walls when installed in a metallurgical tank to ensure reliability in operation, and this leads to an increase in manufacturing costs. 2. The design of the purging device has limited possibilities of use, as it allows mixing gas to be introduced only into metallurgical vessels with a stationary level of metal. In addition, this design cannot be used in flow-type metallurgical units (with a limited residence time of liquid metal, for example, the intermediate ladle of the MNLZ) because it does not allow effective distribution of the blown gas over the entire width of the metal flow.

З. Відсутніми є параметри продувного вузла, що характеризують його технічні можливості (дані): кількість каналів, їх профіль (переріз), а також розташування, які потенційно визначають можливий діапазон режимів продувки (характеристики потоків) і, таким чином, спектр використання в металургії. 4. Такий пристрій для проведення рафінування рідких металів від неметалевих включень за рахунок їх адгезії на поверхні пузирів є невдалим, оскільки треба забезпечити продувку в пузирковому режимі, регламентуючи діаметр зародку пузирів з врахуванням їх росту при підйомі через стовп металу, а також подолання поверхні розділу міжфазної границі метал-шлак без завихрень та затягування шлакового шару.Q. There are no parameters of the blowing unit that characterize its technical capabilities (data): the number of channels, their profile (section), as well as their location, which potentially determine the possible range of blowing modes (flow characteristics) and, thus, the spectrum of use in metallurgy . 4. Such a device for refining liquid metals from non-metallic inclusions due to their adhesion on the surface of bubbles is unsuccessful, since it is necessary to ensure blowing in the bubble mode, regulating the diameter of the bubble nucleus taking into account their growth when rising through the metal column, as well as overcoming the interface of the interphase metal-slag boundary without swirls and tightening of the slag layer.

Відомий також пристрій у вигляді ряду трубок чи пористої цегли, які встановлюють поперек всієї ширини проміжної ємкості (пат. Великобританії кл. В22Д 11/10 Ме1311166).Also known is a device in the form of a series of tubes or porous bricks, which are installed across the entire width of the intermediate tank (patent of Great Britain, cl. B22D 11/10 Me1311166).

Цей продувний пристрій хоча і дозволяє в певній мірі розподіляти газ що вдувається на потоки пузирів, які сходяться над випускним отвором, однак, має ряд недоліків: 1. Для забезпечення надійної роботи впродовж тривалого часу (умови розливу довгими серіями, плавки на плавку через п/к МНЛЗ) потребує розробки спеціальної конструкції газопідводної системи, яка включає і відповідний захист, що значно ускладнює та здорожує його використання в умовах масового виробництва сталей які б мали низький вміст неметалевих включень. 2. Пориста цегла для усунення втрат газу потребує обмазування (захисту) не працюючих поверхонь різними вогнетривкими сумішами для створення направленого потоку газових пузирів в ковші, а рівномірність газорозподілу залежить від кількості пористих елементів та якості з'єднань між ними. 3. Відсутність технічних характеристик продувочного вузла (відкрита пористість цегли, діаметр каналів трубок та їх розташування, витрати газу) не дозволяє здійснювати продувку в регламентовано тривалому режимі і, таким чином, забезпечувати максимальну ефективність процесу. Внаслідок великої пористості і несистематизованому розташуванню газових каналів на практиці відбувається швидке проникнення розплаву в пори продувочного вузла. Подальше термічне розтріскування та хімічне (кисневе) очищення призводить до швидкого руйнування. 4. Пристрій, виконаний з пористої цегли, дозволяє зароджувати пузирі дуже малих розмірів, а це не гарантує що вони по мірі підйому (спливання) можуть подолати міжфазну границю метал-шлак. Такий пристрій не забезпечує максимальну ефективність у видаленні особливо дрібних (менших за ЗОмкм) неметалевих включень.This blowing device, although it allows to some extent to distribute the blown gas into streams of bubbles that converge over the outlet, however, has a number of disadvantages: 1. To ensure reliable operation over a long period of time (conditions of bottling in long series, melting on melting due to p/ k MNLZ) requires the development of a special design of the gas-submersible system, which includes appropriate protection, which significantly complicates and increases the cost of its use in conditions of mass production of steels that would have a low content of non-metallic inclusions. 2. Porous brick to eliminate gas losses requires coating (protection) of non-working surfaces with various refractory mixtures to create a directed flow of gas bubbles in the ladle, and the uniformity of gas distribution depends on the number of porous elements and the quality of the connections between them. 3. The lack of technical characteristics of the purging unit (open porosity of the brick, the diameter of the tube channels and their location, gas consumption) does not allow to carry out purging in a regulated long-term mode and, thus, to ensure the maximum efficiency of the process. As a result of the large porosity and unsystematized arrangement of gas channels, rapid penetration of the melt into the pores of the purge assembly occurs in practice. Further thermal cracking and chemical (oxygen) cleaning leads to rapid destruction. 4. The device made of porous brick allows very small bubbles to form, but this does not guarantee that they can overcome the metal-slag interface as they rise (float). Such a device does not provide maximum efficiency in removing particularly small (less than ZOμm) non-metallic inclusions.

В цьому випадку частково спрацьовує ефект злиття пузирів і, таким чином, їх укрупнення, що в цілому дозволяє знизити забруднення сталі лише від макрокристалічних включень (це як правило екзогенні, тобто продукти руйнування футерівки, шлакові включення) частка яких складає не більше як 2095 від загальної кількості.In this case, the effect of the fusion of bubbles and, thus, their consolidation, is partially activated, which in general allows to reduce the contamination of steel only from macrocrystalline inclusions (these are usually exogenous, i.e., products of the destruction of the lining, slag inclusions), the share of which is no more than 2095 of the total quantity

Найбільш близьким прототипом до запропонованого винаходу щодо технічної суті та досягнутого результату є пристрій для введення газу, який складається з ряду високощільних вогнетривких елементів, які контактують між собою поверхнями, що мають шорсткості у вигляді хаотично розташованих неоднорідностей поверхонь для пропускання газу. Ці елементи закріплюють кожухом який має трубку для здійснення підводу газу | пат. США кл. с21с 5/48 Ме4754954).The closest prototype to the proposed invention in terms of the technical essence and the achieved result is a device for introducing gas, which consists of a number of high-density refractory elements that are in contact with each other with surfaces that have roughness in the form of randomly arranged inhomogeneities of surfaces for gas transmission. These elements are fixed with a casing that has a tube for gas supply stalemate. USA cl. p21c 5/48 Me4754954).

Вказаний пристрій має такі недоліки: 1. Складність та великі матеріальні затрати у виготовленні, що обумовлено необхідністю одержання високоякісних вогнетривких елементів-пластин з практично нульовою кривизною при великому відношенні довжина/ширина і потребує спеціального способу виготовлення та випалу, а також створення ділянки для дробеструйної обробки поверхонь. Це необхідно для того, щоб забезпечити одержання при з'єднанні пластин каналів прогнозованої форми та розмірів для протоку газу між ними. 2. Пристрій потребує і спеціального захисту від розплавленого металу у вигляді скріплюючого кожуха в який повинен надходити газ. В цьому випадку він виконує функції автономної газової камери, що потребує належної герметизації та повинна забезпечити ефективну подачу газу вподовж реакційної зони. 3. Приведення параметрів пристрою, а саме, забезпечення швидкості потоку газу через кожух більшої за 5л/с не говорить про можливості пристрою з точки зору надійності забезпечення чіткого направлення та рівномірності розподілу газового потоку що подається в розплаві, а цей фактор є визначальним для одержання максимального ефекту процесу і забезпечення стабільності в роботі впродовж тривалого часу. Доцільно було б знати, наприклад, кількість каналів чи їх сумарний переріз на 1см? контактної поверхні. 4. Не має універсальності використання з метою переміщування чи вилучення неметалевих включень (тобто рафінування). В цих випадках режими продувки (струминний чи пузирковий) суттєво відрізняються як часом і витратами газу що подається, так і розміром пузирів, що формуються і здатні подолати міжфазну границю метал- шлак. Оскільки пристрій вмонтовано, в стінку ковша, то це і визначає локалізацію його дії. В основу запропонованого винаходу поставлена задача спрощення конструкційної складності продувочного блоку та розширення технологічних можливостей з підвищенням надійності і ефективності при застосуванні.The specified device has the following disadvantages: 1. Complexity and high material costs in manufacturing, which is due to the need to obtain high-quality refractory elements-plates with practically zero curvature with a large length/width ratio and requires a special method of manufacturing and firing, as well as the creation of an area for shot blasting surfaces This is necessary in order to ensure that, when joining the plates, channels of the predicted shape and size are obtained for the gas flow between them. 2. The device also needs special protection from molten metal in the form of a sealing casing into which the gas must flow. In this case, it performs the functions of an autonomous gas chamber, which requires proper sealing and must ensure effective gas supply along the reaction zone. 3. Deducing the parameters of the device, namely, ensuring a gas flow rate through the jacket of more than 5 l/s does not speak about the capabilities of the device in terms of the reliability of ensuring a clear direction and uniformity of the distribution of the gas flow supplied in the melt, and this factor is a determining factor for obtaining the maximum effect of the process and ensuring stability in work for a long time. It would be useful to know, for example, the number of channels or their total cross section per 1 cm? contact surface. 4. Does not have the versatility of use for the purpose of moving or removing non-metallic inclusions (i.e. refining). In these cases, the purging modes (jet or bubbling) differ significantly both in terms of the time and consumption of the supplied gas, and in the size of the bubbles that are formed and are able to overcome the metal-slag interphase boundary. Since the device is mounted in the wall of the bucket, this determines the localization of its action. The basis of the proposed invention is the task of simplifying the structural complexity of the blowing unit and expanding the technological capabilities with increasing reliability and efficiency in use.

Поставлена задача вирішується тим, що запропонований вогнетривкий блок для введення газу в розплавлений метал, що встановлюється в футеровці поперек всієї ширини металургійної ємкості і має канали для подачі газу, які виходять на контактну поверхню з рідким металом, відрізняється тим, що його виконують суцільним і встановлюють в донній частині ємності. Вогнетривкий блок має внутрішню газову камеру, з'єднану з розташованими в ряд перпендикулярно до неї газорозподільними каналами діаметром 1,5-1,9мм з відстанню між ними 15-18 діаметрів каналу, при загальній довжині блоку І -П2х, де: П - довжина зони продувки, яка порівнює ширині потоку розплаву в донній частині металургійної ємкості; х - холоста частина блоку, яка дорівнює товщині футеровки стінки металургійної ємкості з урахуванням оновлюваної її частини.The task is solved by the fact that the proposed refractory block for introducing gas into the molten metal, which is installed in the lining across the entire width of the metallurgical container and has gas supply channels that reach the contact surface with the liquid metal, differs in that it is made solid and installed in the bottom part of the container. The refractory block has an internal gas chamber connected to gas distribution channels located in a row perpendicular to it with a diameter of 1.5-1.9 mm with a distance of 15-18 channel diameters between them, with the total length of the block I - P2x, where: P - length the purging zone, which compares the width of the melt flow in the bottom part of the metallurgical tank; x - the empty part of the block, which is equal to the thickness of the lining of the wall of the metallurgical tank, taking into account the renewed part of it.

Вогнетривкий блок запропонованої конструкції дозволяє, по-перше, суттєво спростити технологію його виготовлення та запобігти ускладнень при застосуванні, оскільки відсутня необхідність додаткового захисту як самого блоку від дії розплавленого металу, так і його неробочих стінок (поверхонь) від втрат газу, а, по-друге, поєднання газової камери та газорозподільних каналів з регламентованими параметрами дає змогу забезпечити в широкому режимному діапазоні його чіткі технологічні характеристики, їх стабільність і, таким чином, розширити технологічні можливості (продувка чи переміщування), підвищити надійність і ефективність при використанні.The refractory block of the proposed design allows, firstly, to significantly simplify the technology of its manufacture and prevent complications during application, since there is no need for additional protection of both the block itself from the action of molten metal and its non-working walls (surfaces) from gas losses, and, secondly, secondly, the combination of a gas chamber and gas distribution channels with regulated parameters makes it possible to ensure its clear technological characteristics in a wide operating range, their stability and, thus, to expand technological possibilities (purging or moving), increase reliability and efficiency during use.

Маючи виконання газорозподільних каналів вздовж контактуючої з металом зони і направлених чітко вертикально, запропонований блок, встановлений у днищі металургійного резервуара поперек всього потоку (рис. 2) за рахунок Г, а підвід інертного газу через металеву трубку, яка проходить між робочим та арматурним шарами футеровки, дозволяє, завдяки утворенню суцільної газової завіси в максимальному ступені обробляти увесь об'єм металу, який проходить через зону продувки (введення газу).Having the execution of gas distribution channels along the zone in contact with the metal and directed clearly vertically, the proposed block is installed in the bottom of the metallurgical tank across the entire flow (Fig. 2) at the expense of G, and the supply of inert gas through a metal tube that passes between the working and reinforcing layers of the lining , allows, thanks to the formation of a continuous gas curtain, to process the entire volume of metal that passes through the purging zone (introduction of gas) to the maximum degree.

Що до розмірів розподільчих каналів та відстані між ними, і, таким чином, в цілому газорозподільчої системи блоку, то ці параметри встановлені на основі даних фізичного гідромоделювання, а також з урахуванням результатів дослідно-промислових випробувань при виготовленні та застосуванні вогнетривких канальних блоків.As for the sizes of the distribution channels and the distance between them, and thus the gas distribution system of the block as a whole, these parameters are established on the basis of physical hydromodeling data, as well as taking into account the results of experimental and industrial tests in the manufacture and application of refractory channel blocks.

Оптимальний розмір пузирів при пузирковому режимі продувки, які найбільш ефективно впливали би на вилучення неметалевих включень, газів, спочатку розраховували за відомою формулою: а/о-1,82-200(рг/рм-рг)з6уу ев де: рг - густина газу, що подається (аргон при 16002 0,26кг/м3); рм - густина металу при 16002С, а - розмір пузиря (м), що утворюється в момент сходження з каналу в залежності від його діаметру, О - діаметр пори (м);The optimal size of the bubbles in the bubble purging mode, which would most effectively affect the removal of non-metallic inclusions and gases, was initially calculated according to the well-known formula: а/о-1.82-200(рг/рм-рг)з6уу ев where: рг - gas density , which is supplied (argon at 16002 0.26 kg/m3); rm - density of metal at 16002C, a - size of the bubble (m), formed at the time of exit from the channel depending on its diameter, O - diameter of the pore (m);

Ммех(о/О?ргод) - критерій Вебера, де: о - поверхневий натяг металу, д - прискорення вільного падіння, а потім корегували з урахуванням даних практичних результатів. З одного боку, для найбільш ефективного впливу пузирів на видалення неметалевих включень, газів потрібно ініціювати утворення (зародження) дрібних пузирів малих розмірів в великій кількості і, таким чином, канали в блоці треба щоб були якомога меншого діаметру.Mmech(o/O?rgod) - Weber's criterion, where: o - surface tension of the metal, d - acceleration of free fall, and then adjusted taking into account the data of practical results. On the one hand, for the most effective effect of bubbles on the removal of non-metallic inclusions, gases, it is necessary to initiate the formation (nucleation) of small bubbles of small sizes in large quantities and, thus, the channels in the block should be as small as possible in diameter.

Однак, в такому разі при виготовленні блоків з вогнетривкої маси, коли компоненти, які входять в її вміст, мають різний фракційний склад, виникають труднощі, пов'язані з необхідністю вводити різнофракційні компоненти для отримання високоякісних блоків з додержанням технічних умов (конструктивних розмірів, уявної густини, міцності, якості структури) при відпаленні за Т-1390-1420"С. Але полідисперсна структура блоку і необхідність мати тонкі (менш ніж 1,5мм) розподільчі канали в блоці-серці після формування, при подальших сушці-відпалі, які супроводжуються усадкою вогнетривкої маси 3-595, призводить до перекривання (перетину) крупнішими зернами компонентів шихти окремих каналів. З другого боку, при продувці через блоки, які мають канали діаметром більш ніж 2,0мм, зароджувані пузирі, з урахуванням їх росту та злиття по мірі підйому по висоті рівня металу в металургійній ємкості, внаслідок зміни феростатичного тиску, будуть мати на границі асимілюючий шлак-метал розміри більші ніж 8-1ї10мм, що зменшить ефективність дії.However, in such a case, during the manufacture of blocks from refractory mass, when the components included in its content have different fractional composition, difficulties arise due to the need to introduce components of different fractions to obtain high-quality blocks with compliance with technical conditions (constructive dimensions, imaginary density, strength, quality of the structure) when annealing at T-1390-1420"С. But the polydisperse structure of the block and the need to have thin (less than 1.5 mm) distribution channels in the block-core after forming, during subsequent drying-annealing, which are accompanied shrinking of refractory mass 3-595 leads to overlapping (crossing) of individual channels with larger grains of the charge components. rise in the height of the metal level in the metallurgical capacity, as a result of the change in ferrostatic pressure, the assimilating slag-metal will have dimensions larger than 8-1-10 mm at the border , which will reduce the effectiveness of the action.

В той же час вважається достатнім, якщо утворювані пузирі досягають вказаних максимальних розмірів, що забезпечує їх вихід на міжфазну границю шлак-метал і в подальшому в навколишнє середовище. Тому розмірний діапазон діаметру розподільчих каналів знаходиться в межах 1,5-2,0мм.At the same time, it is considered sufficient if the formed bubbles reach the specified maximum sizes, which ensures their exit to the slag-metal interphase boundary and subsequently into the environment. Therefore, the size range of the diameter of the distribution channels is within 1.5-2.0 mm.

Відстань між розподільчими каналами (5) встановлена виходячи з того, що при глибинній подачі газового струменя зона входження має декілька ділянок, основна з яких має властивості притаманні вільним зануреним струменям і вісесиметрично розширюється в напрямку течії з кутом розкриття 24-26". Тому формування суцільної газової завіси з пузирів що піднімаються і урахування максимальної обробки стовба рідкого металу (робочі рівні металу в металургійних ємкостях, наприклад, проміжному ковші МБРС сягають 0,8-1,5м) і з мінімальною площею, так званих "застійних" зон, які створюються біля контактної поверхні, можливе при розміщенні розподільчих каналів у вогнетривкому блоці з відстанню між ними, яка дорівнює 15-18 розмірів їх діаметру.The distance between distribution channels (5) is set based on the fact that with a deep supply of a gas jet, the entry zone has several sections, the main of which has the properties of free submerged jets and expands axisymmetrically in the direction of the flow with an opening angle of 24-26". Therefore, the formation of a continuous gas curtain from rising bubbles and taking into account the maximum processing of the column of liquid metal (working levels of metal in metallurgical tanks, for example, the intermediate ladle of MBRS reach 0.8-1.5 m) and with a minimum area of so-called "stagnant" zones that are created near contact surface, possible when distribution channels are placed in a refractory block with a distance between them equal to 15-18 sizes of their diameter.

Що до довжини вогнетривкого блоку (І), то вона має бути розрахована в кожному випадку відповідно до розмірів металургійної ємкості в місці (зоні) його розташування з врахуванням одержання максимально можливого ефекту: як то по вилученню неметалевих включень, чи досягнення потрібної кратності циркуляції при режимі перемішування. В загальному вигляді довжину блоку розраховують за приведеною вище формулою (/-П-2х). Недотримання вказаних параметрів в бік зменшення довжини зони продувки призведе до часткової локалізації дії на потік рідкого металу, а в результаті впливу не в повній мірі і, таким чином, досягненню лише часткового ефекту при рафінуванні чи перемішуванні.As for the length of the refractory block (I), it must be calculated in each case in accordance with the dimensions of the metallurgical capacity in the place (zone) of its location, taking into account obtaining the maximum possible effect: for example, for the extraction of non-metallic inclusions, or for achieving the required multiplicity of circulation in the regime mixing. In general, the length of the block is calculated according to the above formula (/-P-2х). Non-observance of the specified parameters in the direction of decreasing the length of the purging zone will lead to partial localization of the effect on the flow of liquid metal, and as a result of the effect not to the full extent and, thus, achieving only a partial effect during refining or mixing.

Холоста частина блоку (х) має відповідати розміру поновлюваного шару футеровки стінок металургійної ємкості (проміжний ківш МБРС) і забезпечувати надійність встановлення та захисту металевої трубки, через яку виконують підвід інертного газу. Скорочення цієї зони блоку може призвести до ускладнень при установці його та зниженні надійності в експлуатації, а в результаті до можливості виникнення аварійної ситуації при розливанні розплаву.The free part of the block (x) must correspond to the size of the renewable lining layer of the walls of the metallurgical tank (intermediate ladle MBRS) and ensure the reliability of the installation and protection of the metal tube through which the inert gas is supplied. Shortening this zone of the block can lead to complications during its installation and a decrease in operational reliability, and as a result, to the possibility of an emergency situation when the melt is spilled.

Для пояснення запропонованого винаходу наведено креслення, відображене на фігурах 1 і 2. Вогнетривкий блок (Фіг.1) має внутрішню газову камеру 1, з'єднану з розташованими в ряд перпендикулярно до неї газорозподільними каналами 2, які виходять на контактну з рідким металом поверхню блоку 3, із відстаню між ними 5. Загальна довжина блоку І складається з зони продувки П та двох холостих частин х і відповідає розмірам донної частини металургійної ємкості, в якій його будуть встановлювати. Ффіг2 пояснює застосування вогнетривкого блоку для введення газів шляхом встановлення його в проміжному ковші МБРОС. При футеровні згаданий вогнетривкий блок встановлюється в донній частині промковша, ширина якої становить І. При цьому зона продувки блоку П дорівнює ширині потоку металу, а холості частини х відповідають розміру поновлюваного (робочого) шару футеровки 4 стінок промковша. Схема встановлення блоку забезпечує захист його неробочих поверхонь. Введення інертного газу здійснюють через металеву трубку 5, яка проходить між робочим 4 і арматурним 6 шарами футеровки. Інтенсивність продувки (кількість введеного газу за одиницю часу, куб.м/год) зумовлює пузирковий режим чи перемішування, внаслідок яких створюється газова завіса із пузирів 7 в рідкій сталі 8. В результаті створюються умови для видалення неметалевих включень і їх подальшої асиміляції на межфазній границі «шлак - метал» 9.To explain the proposed invention, the drawing shown in Figures 1 and 2 is given. The refractory block (Figure 1) has an internal gas chamber 1, connected to gas distribution channels 2 located in a row perpendicular to it, which reach the surface of the block in contact with liquid metal 3, with a distance between them of 5. The total length of block I consists of the purge zone P and two empty parts x and corresponds to the dimensions of the bottom part of the metallurgical container in which it will be installed. Fig. 2 explains the application of the refractory block for the introduction of gases by installing it in the MBROS intermediate ladle. At the lining plant, the mentioned refractory block is installed in the bottom part of the ladle, the width of which is I. At the same time, the blowing zone of the block P is equal to the width of the metal flow, and the empty part x corresponds to the size of the renewable (working) lining layer of the 4 walls of the ladle. The installation scheme of the unit ensures protection of its non-working surfaces. The introduction of inert gas is carried out through a metal tube 5, which passes between the working 4 and reinforcement 6 layers of the lining. The intensity of purging (amount of injected gas per unit time, cubic m/h) determines the bubbling mode or mixing, as a result of which a gas curtain is created from bubbles 7 in liquid steel 8. As a result, conditions are created for the removal of non-metallic inclusions and their further assimilation at the interface "slag - metal" 9.

Промислові випробування вогнетривкого блоку запропонованої конструкції для введення газів в розплавлений метал проводили на діючих проміжних ковшах МБРС місткістю 43т конверторного цеху металургійного комбінату "Азовсталь". Окремими експериментами провели перевірку в межах всього розглянутого інтервалу значень параметрів блоку: зовнішніх, в які входить загальна довжина (І)5 в тому числі зона продувки (П) та холоста ділянка блоку (х) при футеровці проміжних ковшів, а також діапазонів значень як діаметрів розподільчих каналів (а), так і відстані між ними (5) при витратах газу відповідно для створення умов видалення неметалевих включень (пузирковий режим продувки), чи перемішування рідкого металу з метою вирівнювання його хімічного складу та температури.Industrial tests of the refractory block of the proposed design for the introduction of gases into the molten metal were carried out on the working intermediate ladles of MBRS with a capacity of 43 tons of the converter shop of the Azovstal metallurgical plant. Through separate experiments, a check was carried out within the entire range of values of the block parameters: external ones, which include the total length (I)5, including the blowing zone (P) and the empty section of the block (x) when lining the intermediate buckets, as well as the ranges of values as diameters of distribution channels (a) and the distance between them (5) at gas consumption, respectively, to create conditions for removing non-metallic inclusions (bubble purge mode), or mixing liquid metal in order to equalize its chemical composition and temperature.

Розливання серій плавок показало, що вогнетривкий блок введення газів в розплавленний метал задовольняє промисловим умовам та забезпечує: - простоту виготовлення та установки його при футеровці проміжних ковшів, а також підготовку до експлуатації, введенні в роботу і обслуговуванні; - високу стійкість, надійність і ефективність роботи впродовж кампанії проміжного ковша (20 гарячих годин); - простоту регулювання як параметрів, так і процесу введення газу при необхідності створення потрібного режиму при, водночас, забезпеченні стабільності процесу розливанні серії плавок. Витрати на технічне забезпечення складають 0,10-0,15грн/тг сталі.Pouring series of melts showed that the refractory block for introducing gases into molten metal meets industrial conditions and provides: - ease of manufacture and installation when lining intermediate ladles, as well as preparation for operation, commissioning and maintenance; - high stability, reliability and efficiency during the campaign of the intermediate bucket (20 hot hours); - ease of adjustment of both the parameters and the process of gas introduction if necessary to create the desired mode while, at the same time, ensuring the stability of the process of pouring a series of melts. Technical support costs are 0.10-0.15 hryvnias/tg of steel.

Claims

Refractory block for introducing gases into molten metal, which is installed in the lining across the entire width of the metallurgical container and has channels for gas supply that go to the contact surface with liquid metal, which is distinguished by the fact that it is made solid and installed in the bottom part of the container, has an internal a gas chamber connected to gas distribution channels with a diameter of 1.5-1.9 mm located in a row perpendicular to it with a distance between them of 15-18 channel diameters for the total length of the I--P-2X block,

where: P is the length of the purge zone, which is equal to the width of the melt flow in the bottom part of the metallurgical container, X is the empty part of the block, which is equal to the thickness of the lining of the wall of the metallurgical container, taking into account its renewing part.