Внепечное рафинирование чугуна и стали
  8.1 Основное технологическое оборудование установок циркуляционного вакуумирования стали

Схема оборудования установки RH показана на рис. 8.1. Металлургические процессы протекают в предварительно нагретой, футерованной вакуумной камере, к днищу которой крепятся два патрубка, футерованные изнутри и снаружи. В верхней части камеры расположен газоотводящий канал, который через охладитель газов соединен с вакуумными насосами.

Схема оборудования установки RH

Рис. 8.1. Схема оборудования установки RH: 1 – вакуумная камера; 2 – ковш; 3 – система подачи легирующих; 4 – телевизионная камера; 5 – графитовый стержень; 6 – подача аргона; 7 – охладитель газа; 8 – шарнирное соединение; 9 – пароэжекторный насос; 10 – конденсатор влаги; 11 – водокольцевой насос; 12 – клапан для рециркуляции отходящих газов; 13 – дожигание оксида углерода; 14 – водосборник

В начале обработки патрубки вакуумной камеры погружают в металл на заданную глубину, после чего включают вакуумные насосы. Благодаря разнице между атмосферным давлением и давлением внутри вакуумной камеры металл поднимается вверх, заполняет патрубки и поступает в вакуумную камеру. Глубина погружения патрубков должна обеспечивать высоту слоя металла над поверхностью футеровки днища камеры около 0,3 м. При низком давлении над поверхностью расплава внутри вакуумной камеры протекают процессы вакуумно-углеродного раскисления, удаления водорода и азота путем диффузии к поверхности металла, адсорбции, молизации и десорбции в газовую фазу.

Для дегазации всего количества стали в ковше и равномерного распределения в ней раскислителей и легирующих металл должен непрерывно циркулировать из ковша в вакуумную камеру и обратно.

С этой целью через тонкие трубки, заложенные в футеровку одного из патрубков, внутрь его подают аргон. При этом объемная плотность газометаллической смеси в этом патрубке становится меньше плотности металла во втором патрубке, а высота металла над ним увеличивается. Через подводящий патрубок в камеру непрерывно поступают новые порции стали, которая подвергается дегазации и через отводящий патрубок возвращается в ковш.

Подача раскислителей и легирующих на чистую от шлака поверхность металла внутри вакуумной камеры обеспечивает высокое и стабильное их усвоение. Внутри камеры эти добавки растворяются и вместе с вытекающим из нее металлом попадают в ковш. Для усреднения химического состава стали в ковше обычно требуется не более трех минут.

Конструкция вакуумной камеры установки RH для обработки стали в 100-т ковшеНа рис. 8.2 показан продольный разрез вакуумной камеры установки RH для обработки стали в 100-т ковше. Камера представляет собой вытянутый цилиндр из двух частей, соединенных при помощи фланца. Общая высота камеры определяется высотой взлета брызг металла, которая при обработке нераскисленной стали может достигать 10 м. По этой причине высота камер установок RH для обработки металла в ковшах вместимостью 100 – 340 т обычно составляет 10 – 11 м.

Рабочий слой футеровки камеры выполняют из магнезитохромитового кирпича на прямой связке из предварительно переплавленных или спеченных материалов. Для тепловой изоляции различных участков камеры используют высокоглиноземистый, шамотный или силикатный кирпич.

Рис. 8.2. Конструкция вакуумной камеры установки RH для обработки стали в 100-т ковше

Подводящий и отводящий патрубки соединены с нижней частью камеры при помощи фланцев. Для их футеровки также используют магнезитохромитовый кирпич на прямой связке из предварительно переплавленных или спеченных материалов. Футеровку нижней части патрубков снаружи и внутри выполняют с использованием набивных или литых высокоглиноземистых масс, усиленных иглами из нержавеющей стали.

Для ввода аргона в подводящий патрубок обычно используют 8 – 20 трубок из нержавеющей стали внутренним диаметром около 3 мм. Расход аргона на каждую трубку регулируется раздельно, что позволяет избежать прекращения подачи аргона при засорении одной из них.

Чтобы избежать образования настылей на внутренней поверхности стенок вакуумной камера ее футеровка перед началом эксплуатации должна быть нагрета до 1400 – 1500оС. В настоящее время с этой целью используют электрообогрев камеры при помощи графитового стержня. Температурно-временной режим разогрева футеровки камеры установки RH представлен на рис. 8.3.

Установки RH могут иметь одну вакуумную камеру или две вакуумные камеры с общей системой пароэжекторных насосов.

Опускание вакуумных камер в металл и их подъем осуществляются при помощи вращающейся рамы (рис. 8.4) или тросов в устройствах блочного типа (рис. 8.5). Значительно реже используются установки блочного типа, в которых опускание и подъем вакуумной камеры осуществляются при помощи четырех гидроцилиндров.

Температурно-временной режим разогрева камеры установки RH

Рис. 8.3. Температурно-временной режим разогрева камеры установки RH

Схема установки RH с вращающейся рамой

Рис. 8.4. Схема установки RH с вращающейся рамой

Схема установки RH блочного типа

Рис. 8.5. Схема установки RH блочного типа

Для быстрой замены вакуумных камер разработана конструкция установок RH, в которых камера установлена на тележке, а ковш поднимают и опускают при помощи гидроцилиндров (рис. 8.6).

Схема установки RH с быстрой заменой вакуумной камеры

Рис. 8.6. Схема установки RH с быстрой заменой вакуумной камеры

  8.1 Основное технологическое оборудование установок циркуляционного вакуумирования стали
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ