способ рафинирования металлов

Формула изобретения

Способ рафинирования металлов, включающий выпуск расплава металла в приемный ковш, введение в расплав металла раскислителей и струйное вакуумирование металла в вакуумной камере, отличающийся тем, что температура расплава металла при входе в вакуумную камеру превышает температурный порог образования каверн.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, а именно к внепечной обработке металлов, и может быть использовано при струйной вакуумной обработке стали или других жидких металлов.

Известные способы струйной и вакуумной обработки металлов направлены на оптимизацию разных режимов процесса.

Известен способ вакуумной обработки стали в струе (а.с. СССР № 779410), включающий создание жидкой стали повышенного давления и определенные параметры ковша.

Известен способ рафинирования стали (патент РФ № 2073729), включающий введение в расплав стали редкоземельных элементов в определенном количестве.

Недостатком указанных способов является отсутствие учета влияния температуры на кавитационный режим, что приводит к снижению качественных характеристик обрабатываемых металлов.

В качестве прототипа выбран способ струйно-вакуумного рафинирования стали в кавитационном режиме (патент РФ № 2294383), включающий введение в расплав стали раскислителей алюминия, титана, кальция, магния и/или их сплавов, а также температурный режим перед струйным вакуумированием относительно точки ликвидуса для данной марки стали.

Недостатком способа является определение температурного режима кавитации по косвенному признаку, что при разных задачах и разных параметрах процесса рафинирования приводит к снижению качественных характеристик обработанного металла.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение качества рафинирования металлов за счет оптимизации кавитационного режима.

Указанная задача решается тем, что в способе рафинирования металлов, включающем выпуск расплава металла в приемный ковш, введение в расплав металла раскислителей и струйное вакуумирование металла, температура расплава металла при входе в вакуумную камеру превышает порог образования каверн.

Указанный температурный режим позволяет обеспечить кавитацию при разных задачах и параметрах процесса рафинирования металла.

Способ осуществляли следующим образом.

Пример 1.

В дуговой электропечи выплавили сталь 34ХН1М при температуре 1670°С.

Расплавленную сталь выпустили в приемный ковш с присаженным чушковым алюминием, после чего осуществили перелив металла из приемного ковша в ковш вакуумной камеры при температуре 1620°С. При этом содержание водорода в конечном продукте снизилось по сравнению с исходным на 29%, содержание кислорода снизилось на 18%, а содержание азота снизилось на 60%.

Пример 2.

В дуговой электропечи выплавили сталь 9Х2МФ при температуре 1640°С.

Расплавленную сталь выпустили в приемный ковш с присаженным чушковым алюминием, после чего осуществили перелив металла из приемного ковша в ковш вакуумной камеры при температуре 1600°С. При этом содержание водорода в конечном продукте снизилось по сравнению с исходным на 28%, содержание кислорода снизилось на 20%, а содержание азота снизилось на 61%.

Результаты обработки в кавитационном режиме других металлов:

Металл	Mapка	Содержание газов, %
Водород	Кислород	Азот
До обработки	После обработки	До обработки	После обработки	До обработки	После обработки
Алюми-ний	А85	0,00008	0,000003	-	-	-	-
Медь	M1	0,00056	0,00004	0,020	0,00008	0,00052	0,00007