Оформление заявки на изобретение вакуумирования
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Министерство образования Украины
Национальная Металлургическая Академия Украины
Кафедра теплотехники и экологии металлургических печей
Курсовая работа
по дисциплине: ОНТТ
Тема: Оформление заявки на изобретение вакуумирования
Днепропетровск 2011
Содержание
1. Описание вакууматора
. Использование метода фокальных объектов для создания новых устройств
теоретические сведения
выполнение работы
. Описание изобретения
1. Описание вакууматора
В современной практике производства широкого спектра марок стали вакуумная обработка является неотъемлемым интегрированным звеном технологического процесса.
Вакуумирование стали в ковше , является наиболее простым и надежным способом вакуумной обработки жидкого металла. Оборудование камерного вакууматора не контактирует с жидкой сталью, не требует специальных огнеупоров для футеровки камеры, нет необходимости в предварительном подогреве узлов установки, на них не влияет периодичность пользования, что особенно важно при отсутствии поточного производства.
Вакуумной обработке подвергают как нераскисленную, так и раскисленную сталь. Для повышения эффективности вакуумирования применяют перемешивание расплава инертным газом через донные продувочные пробки сталеразливочного ковша, поскольку пузырьки аргона барботирующие расплав в значительной мере способствуют ускорению хода реакций обезуглероживания и дегазации. Кроме того, пневматическое перемешивание обеспечивает усиление взаимодействия высокоосновного рафинировочного шлака с металлом, что благоприятствует десульфурации стали и удалению азота. Таким образом, конечный результат в камерном вакууматоре достигается в ходе одной технологической стадии.
Для достижения необходимого предела содержания водорода в стали (1,5-2,0 ppm), как правило, выбирают путь вакуумирования раскисленной стали в сталеразливочном ковше непосредственно перед разливкой в слитки с применением способов принудительного перемешивания для усиления массообмена между металлом и газовой фазой.
Основная идея технологии вакуумной обработки стали исходит из термодинамической возможности смещения равновесия химических реакций в сторону выделения газообразных продуктов в результате снижения атмосферного давления. Прежде всего, это относится к растворенному в стали водороду, азоту, а также кислороду. При этом в результате химической реакции с углеродом кислород выделяется из расплава в виде оксидов углерода, обеспечивая наряду с раскислением обезуглероживание стали. Данное обстоятельство представляет особый интерес при производстве стали с особо низкой концентрацией углерода, а также высокохромистых низкоуглеродистых сплавов. В последнем случае вакуумирование позволяет избежать чрезмерно высокого перегрева расплава, необходимого для достижения низких концентраций углерода и снижения окисления хрома при атмосферном давлении. При производстве стали с особо низкой концентрацией углерода растворенного в расплаве кислорода недостаточно для проведения глубокого обезуглероживания. Поэтому его вводят в металл под вакуумом через специальную кислородную фурму.
Газообразные продукты реакции окисления углерода выделяются в глубинных слоях расплава и облегчают экстракцию растворенного в металле водорода и азота. Вместе с тем, способ вакуумирования нераскисленной и полураскисленной стали не гарантирует получение низкого содержания газов в готовой продукции в силу ряда причин, одна из которых заключается в том, что после окончания вакуумной обработки, как правило, требуется проведение операций раскисления, легирования и десульфурации. Таким образом, если главной задачей вакуумирования является удаление из металла водорода и азота, то, как правило, вакуумной обработке подвергают глубоко раскисленную сталь непосредственно перед разливкой.
Для обеспечения достаточной площади поверхности раздела взаимодействующих фаз вакуумную обработку раскисленной стали совмещают с продувкой расплава инертным газом. При этом следует отметить, что под вакуумом достижим принципиально новый количественный результат пневматического перемешивания металла инертным газом, так как величина мощности перемешивания при снижении давления до практически достижимых в вакуумной камере значений увеличивается в четыре-пять раз. Следует отметить, что при атмосферном давлении такая величина мощности перемешивания практически недостижима. Поэтому на установке ковшевого вакуумирования необходимо иметь свободный борт сталеразливочного ковша высотой до 600 мм, а в отдельных случаях - до 1000 мм вследствие возможного подъема уровня расплава в ходе вакуумирования.
При обработке стали под низким вакуумом (1 мбар) со держание водорода снижается с 6,0-8,0 до 1,5-2,0 ppm, азота с 80-100 до 70, а при длительном вакуумировании до 40 ppm. Содержание кислорода после вакуумной обработки снижается до уровня 25-30 ppm и менее, то есть существенно повышается чистота стали по оксидными включениями.
Эффективность десульфурации стали существенно повышается в результате перемешивания металла под рафинировочным шлаком в вакууме, что позволяет достигнуть концентрации серы 0,003% и менее.
В состав камерной установки для вакуумиро