АГРЕГАТ

Область техники

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к установкам для подачи материалов в сталеплавильные агрегаты, сталеразливочные ковши, установки для внепечной обработки и промежуточные емкости машин непрерывного литья заготовок и может быть использовано при производстве стали с использованием приема прямого легирования.

Предшествующий уровень техники В настоящее время в мировой практике производства стали приобретают развитие процессы с использованием приема прямого легирования, в которых в качестве легирующих, модифицирующих добавок используют неметаллические соединения, содержащие легирующий элемент, которые подают в металлургические агрегаты с восстановителем последовательно или совместно, или в виде смесей, или брикетов. Одним из важных моментов технологии прямого легирования является синхронизация процессов плавления подаваемых материалов, восстановления легирующих элементов и раскисления стали. Для этого подачу исходных материалов осуществляют в таком порядке и в таких соотношениях, что их плавление происходит одновременно, практически, с одинаковой скоростью. Такая подача обеспечивает получение гомогенной фазы, состоящей из материалов, участвующих в восстановительном процессе. Поэтому реакция восстановления легирующих элементов начинается и протекает одновременно с процессом плавления, что обеспечивает высокую скорость и полноту восстановительного процесса. - Учитывая то, что в настоящее время повышаются требования к качеству стали практически всего сортамента, возникает необходимость проведения дополнительных приемов, в частности, микролегирования и модифицирования стали. Совмещение процессов легирования и модифицирования стали с использованием существующего оборудования для подачи необходимых материалов не представляется возможным. По существующим технологиям процессы легирования и модифицирования осуществляют раздельно: легирование

- в сталеразливочном ковше во время выпуска металла, микролегирование и модифицирование - на установках по внепечной обработке. Это влечет за собой необходимость применения дополнительного оборудования в виде инжекционных установок, трайб-аппаратов и др., перегрева металла перед выпуском или на установках печь-ковш, что, кроме увеличения энергетических и материальных затрат, приводит к удлинению цикла плавки.

Для реализации процессов производства стали с использованием прямого легирования и возможности совмещения процессов легирования и модифицирования должны быть использованы системы подачи материалов в металлургический агрегат, которые позволяют подавать необходимые материалы с контролируемыми скоростью, массой, последовательностью. Процессы производства стали с использованием прямого легирования и возможности совмещения процессов легирования и модифицирования потребовали решения вопроса по созданию такого устройства, которое обеспечивало бы подачу строго регламентированного количества необходимых материалов по заданным программам и последовательности их подачи.

Известна установка для подачи материалов в металлургический агрегат (сталеплавильный агрегат и ковш), содержащая бункеры-накопители шлакообразующих, углеродсодержащих и окисленных материалов, бункеры для хранения раскислителей и легирующих, систему подачи материалов в сталеплавильный агрегат, включающую расположенные в технологической последовательности грохоты и электровибрационные питатели, весовые дозаторы, промежуточные бункеры с затворами, установленные над сталеплавильным агрегатом, и системы подачи материалов в сталеразливочный ковш, включающие расположенные в технологической последовательности электровибрационные питатели, весовые дозаторы и загрузочные воронки с труботечками (Арист Л.M., Щербин А.И. Механизация работ в доменном и сталеплавильном производствах. - К. : Тэхника, 1991, с. 48^-9).

Посредством такой установки не представляется возможным осуществить процессы легирования и модифицирования стали с использованием приема прямого легирования стали, поскольку конструктивное решение установки не обеспечивает своевременную подачу всех необходимых для прямого легирования

материалов - неметаллических материалов, содержащих легирующие элементы, восстановителей и шлакообразующих, в сталеплавильный агрегат или сталеразливочный ковш.

Известна поточная линия для подготовки и подачи шлакообразующих смесей в сталеплавильный агрегат и ковш, содержащая установленные по ходу технологического процесса приемные бункеры с затворами, весовые дозаторы, сборные бункеры, связанные между собой транспортерами с разгрузочными механизмами и течками, при этом приемные бункеры выполнены с наклонными течками, закрепленными под затворами, а поточная линия снабжена устройствами для непрерывного взвешивания, течками перетока материалов, совмещенной емкостью, соединенной с системой аспирации, причем устройства для непрерывного взвешивания закреплены под наклонными течками приемных бункеров и выполнены попарно встроенными в совмещенную емкость, а течки перетока материала установлены с возможностью изменения направления подачи материала из тракта загрузки плавильного агрегата в систему ввода в ковш (RU, С 1, Xb 2010865, кл. С 21 С 7/00, 1994 г.).

Применение известного устройства распространяется только на подачу в сталеплавильный агрегат или сталеразливочный ковш двух материалов. Этими материалами являются шлакообразующие - известь и плавиковый шпат. Устройство по известному изобретению предназначено для строго утилитарного решения - подготовки смеси шлакообразующих материалов, состоящих только из двух материалов - извести и плавикового шпата.

В технологии прямого легирования стали любым легирующим элементом, содержащимся в оксидном или ином материале, исходными материалами должны быть, как минимум, три материала: материал, содержащий легирующий элемент, восстановитель и шлакообразующая добавка.

Согласно решению RU 2010865 подготовленную смесь шлакообразующих материалов - извести и плавикового шпата в заданном фиксированном соотношении, равном 4:1, подают в одну совмещенную емкость, из которой готовую смесь через соответствующие труботечки направляют в сталеплавильный агрегат или сталеразливочный ковш.

Использование известного устройства не обеспечивает требуемого режима

регламентированной подачи необходимых для прямого легирования стали материалов, потому что не обеспечивается регулируемая и своевременная подача всех материалов, а также быстродействие при подаче материалов в сталеплавильный агрегат или сталеразливочный ковш. Поскольку подачу материалов в технологии прямого легирования необходимо осуществлять в определенной, всегда строго заданной последовательности, а не в виде смеси всех подаваемых материалов, что связано с различным временем плавления подаваемых материалов, использование известной установки нецелесообразно, потому что это приводит к нарушению заданного технологического регламента и невозможности осуществления процесса прямого легирования стали.

Известна установка для подачи материалов в сталеплавильную печь и сталеразливочный ковш, установленная в известной поточной линии для подачи материалов электросталеплавильного производства, содержащая распределительный механизм, выполненный в виде многосекционной воронки с установленным над ней поворотным желобом, и его приводом, при этом секции воронки соединены прямоточными течками для подачи материалов в электросталеплавильную печь и сталеразливочный ковш, и функционально независимыми течками для подачи материалов при обработке стали в ковшах, под которыми установлены промежуточные бункеры с питателями, у оснований которых расположены бункерные весы для малых доз, под которыми закреплена воронка и делитель потока (SU, N° 1020442, кл. С 21 С 7/00, опубл. 30.05.1983г.).

При использовании известной установки не представляется возможным достигнуть быстродействия при подаче необходимых материалов для прямого легирования стали с регулируемыми последовательностью подачи и скоростью, потому что подачу всех необходимых материалов, согласно известному изобретению, осуществляют из одной емкости - бункерных весов для малых доз, в которые необходимые материалы поступают посредством питателей из промежуточных бункеров. Поэтому для подачи, например, трех материалов, требуется или последовательно подавать в бункерные весы все необходимые материалы и уже в виде смеси подавать их в сталеплавильный агрегат или ковш, что неприемлемо в технологии прямого легирования стали, где преимущественно

материалы подают раздельно, или по очереди. Это приводит к нарушению технологического процесса прямого легирования, предусматривающего подачу

1 необходимых материалов в строгой последовательности и при соблюдении необходимого регламента. При таком конструктивном решении подачи необходимых материалов из промежуточных бункеров в сталеплавильный агрегат или ковш, осуществить синхронность протекающих при прямом легировании стали процессов не представляется возможным, прежде всего из-за нарушения режима независимой подачи необходимых материалов, а также нарушения технологического регламента прямого легировании стали в процессе эксплуатации устройства.

Краткое описание существа изобретения

В основу изобретения поставлена задача создания установки, обеспечивающей быструю подачу материалов в металлургический агрегат для синхронизации процессов плавления исходных материалов и восстановления легирующих элементов из неметаллических соединений при осуществлении прямого легирования стали.

Ожидаемый технический результат - обеспечение быстродействия при подаче материалов в заданном режиме с соблюдением требуемого регламента в процессе прямого легирования стали. Технический результат достигается тем, что установка для подачи ι материалов в металлургический агрегат, содержащая распределительный механизм, выполненный в виде воронки и поворотного желоба с приводом, и промежуточные бункеры, взаимосвязанные с труботечкой, согласно изобретению, снабжена корпусом с крышкой и средствами крепления к конструкциям цеха, при этом воронка установлена в крышке, поворотный желоб - под крышкой, а промежуточные бункеры расположены радиально в корпусе с образованием обращенными в сторону продольной оси установки поверхностями бункеров полости, отделенной от внутреннего пространства бункеров, при этом бункеры связаны с труботечкой посредством выполненных в них разгрузочных отверстий и установленных с возможностью перемещения относительно продольной оси бункера задвижек.

Целесообразно, чтобы поперечное сечение бункера представляло собой

сегмент. Это необходимо для оптимального размещения бункеров в корпусе радиально, что обеспечивает возможность одновременной подачи нескольких материалов из нескольких бункеров, а также для предотвращения зависания в бункере крупнофракционных (размером более 70 мм) материалов. Целесообразно выполнение промежуточных бункеров съемными. Наличие в установке съемных бункеров дает возможность производить замену бункеров без прерывания технологического процесса, а также осуществлять их монтаж в установке после предварительной загрузки специальными материалами, используемыми в технологии прямого легирования, например, для модифицирования стали - мелкофракционными материалами, содержащими в своем составе оксиды или иные соединения редкоземельных, щелочноземельных или других элементов.

Целесообразно, чтобы корпус был снабжен радиально установленными в нем с возможностью перемещения вдоль продольной оси установки перегородками. При загрузке промежуточных бункеров материалами, необходимыми для осуществления процесса прямого легирования, учитывают часто используемые материалы, которые необходимы практически для всех марок стали, такие как, например марганецсодержащие материалы, а также материалы, которые используют в заказах на выплавку специальных марок стали, содержащие в своем составе редкоземельные элементы, ванадий, барий, бор и др. Поэтому целесообразно иметь в установке бункеры различной емкости: большие - для часто используемых материалов и меньшего размера - для производства сталей специального назначения. В этом случае с помощью радиально установленных перегородок, которые могут перемещаться вдоль продольной оси установки, производят компоновку установки набором соответствующих бункеров требуемой емкости.

Целесообразно выполнение корпуса рамочным. Рамочная конструкция корпуса установки позволяет оперативно перемещать установку в цехе с одного агрегата на другой, а также оперативно обслуживать установку и проводить ремонтные работы при снижении металлоемкости установки.

Целесообразно выполнение разгрузочных отверстий на поверхности бункеров, обращенной в сторону продольной оси установки, при этом задвижки

должны быть установлены с возможностью перемещения вдоль продольной оси бункера посредством пневмоцилиндров, размещенных в полости, образованной поверхностями бункеров, обращенными в сторону продольной оси установки.

Целесообразно выполнение разгрузочных отверстий в днище бункеров, при этом задвижки должны быть установлены с возможностью перемещения перпендикулярно продольной оси бункера посредством пневмоцилиндров, установленных под днищем бункеров.

Целесообразно выполнение днища бункера в виде пирамиды, вершина которой обращена в сторону труботечки. В данном случае желательно, чтобы поперечное сечение бункера представляло собой сегмент и разгрузочные отверстия были выполнены на грани пирамиды, обращенной в сторону корпуса, а задвижки должны быть установлены с возможностью перемещения под углом к продольной оси бункера посредством пневмоцилиндров, расположенных с внешней стороны корпуса. Целесообразно, чтобы бункеры были установлены на тензометрических весах и связаны с корпусом посредством направляющих роликов, установленных на участках боковой поверхности корпуса, оси которых параллельны продольной оси установки.

Для реализации процесса прямого легирования стали необходимым условием является поступление оперативной информации о точном количестве подаваемых материалов из каждого промежуточного бункера единой или несколькими порциями, для чего целесообразна установка бункеров на тензометрических весах, что обеспечивает синхронность плавления подаваемых материалов и восстановления из них легирующих элементов. Целесообразно, чтобы установка была снабжена вибратором, взаимосвязанным с бункерами.

Целесообразно, чтобы внутри воронки была установлена перегородка с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно продольной оси установки. Установка предназначена для быстрой подачи материалов в заданном режиме с соблюдением требуемого регламента, что обеспечивает реализацию технологии прямого легирования стали в различных сталеплавильных агрегатах

(кислородных конвертерах, электродуговых печах), сталеразливочных ковшах, установках "печь — ковш" и др. Использование предлагаемой установки для реализации технологии прямого легирования стали позволяет значительно сократить цикл плавки за счет сокращения времени на внепечную обработку, включающую легирование стали, повысить производительность, улучшить качество стали.

На фиг.1 изображена установка для подачи материалов в металлургический агрегат, продольный разрез; на фиг.2 - разрез A-A на фиг.l; на фиг.З - продольный разрез установки с установкой задвижек с возможностью перемещения перпендикулярно продольной оси бункера; на фиг.4 - продольный разрез установки со съемными бункерами и установкой задвижек с возможностью перемещения под углом к продольной оси бункера.

Лучший вариант осуществления изобретения Установка содержит корпус 1 с размещенной на нем крышкой 2. В крышке 2 установлена загрузочная воронка 3, в нижней части которой под крышкой 2 установлен опорный подшипник 4, на котором установлен поворотный желоб 5. На крышке 2 смонтирован электродвигатель 6 с редуктором 7, выходной вал 8 которого через приводное колесо 9 связан с поворотным желобом 5. Внутри загрузочной воронки 3 установлена перегородка 10 с возможностью поворота в вертикальной плоскости вокруг оси 11 посредством непоказанного привода. Корпус 1 снабжен средствами 12 крепления к конструкциям цеха.

В корпусе 1 радиально расположены промежуточные бункеры 13 с поперечным сечением в виде сегмента, которые выполнены съемными. В нижней части бункеров выполнены разгрузочные отверстия 14 и установлены задвижки 15, взаимосвязанные тягами 16 с пневмоцилиндрами 17. При выполнении разгрузочных отверстий на поверхности бункера 13, обращенной в сторону продольной оси установки, перемещение задвижек 15 вдоль продольной оси бункера 13 обеспечивается посредством пневмоцилиндров 17, размещенных в полости, образованной поверхностями бункеров, обращенными в сторону продольной оси установки (фиг. 1).

При выполнении разгрузочных отверстий 14 в днище бункера 13 перемещение задвижек 15 перпендикулярно продольной оси бункера 13

обеспечивается посредством пневмощшиндров 17, установленных под днищем бункеров (фиг. 2).

При выполнении днища бункера 13 в виде пирамиды, вершина которой обращена в сторону труботечки, разгрузочные отверстия 14 выполнены на грани пирамиды, обращенной в сторону корпуса 1, а перемещение задвижек 5 под углом к продольной оси бункера 13 обеспечивается посредством пневмоцилиндров 17, расположенных с внешней стороны корпуса 1 (фиг.4.).

Бункеры 13 имеют опорную тензометрическую платформу 18 (фиг.З), установленную на тензометрических весах 19, опоры 20 которых установлены на элементах корпуса 1, перпендикулярных продольной оси установки. Бункеры 13 взаимосвязаны с корпусом 1 посредством направляющих роликов 21, установленных на участках боковой поверхности корпуса, оси которых параллельны продольной оси установки.

В полости, образованной поверхностями бункеров 13, обращенными в сторону продольной оси установки и отделенной от внутреннего пространства бункеров, установлен вибратор 22, связанный с бункерами 13. Под промежуточными бункерами 13 в корпусе 1 установлена труботечка 23 с разгрузочной воронкой 24.

Установка работает следующим образом. Предварительно установка для подачи материалов в металлургический агрегат для прямого легирования стали крепится к конструкциям цеха с помощью средств 12 крепления, расположенных на корпусе 1.

Перед началом процесса обработки в сталеплавильном агрегате или сталеразливочном ковше, или последовательно в том и другом агрегатах, промежуточные бункеры загружаются подготовленными необходимыми материалами посредством конвейера (на чертеже не показан) в количестве, обеспечивающем легирование стали одной плавки или серии плавок. Требуемый по технологии материал подается в загрузочную воронку 3, установленную в крышке 2, при этом положение перегородки 10, выполненной с возможностью перемещения вокруг оси 11, параллельно продольной оси установки, обеспечивает беспрепятственное поступление материала в поворотный желоб 5.

Установка в загрузочной воронке 3 перегородки 10 предотвращает попадание

посторонних материалов в промежуточные бункеры, что обеспечивает синхронность плавления исходных материалов с одновременно протекающим восстановительным процессом, а также точность прогнозируемого химического состава стали по вводимым посредством прямого легирования элементам. Крышка 2, размещенная на корпусе 1, выполняет две функции - предохраняет материалы, подаваемые в промежуточные бункеры, от попадания в них посторонних материалов, а также является несущей конструкцией для закрепления на ней воронки и поворотного желоба. При отсутствии крышки появляется возможность попадания в промежуточные бункеры посторонних материалов или сред, например воздуха, влаги, пыли, что при эксплуатации установки может привести к нарушению технологического режима прямого легирования, а также к ухудшению качества стали в результате попадания в нее, например, водорода, внесенного в подаваемые материалы влагой. Установка загрузочной воронки 3 в крышке обеспечивает снижение веса установки, повышает быстродействие при загрузке необходимых материалов в промежуточные бункеры.

Включением электродвигателя 6 крутящий момент передается через редуктор 7, выходной вал 8 и приводное колесо 9 поворотному желобу 5, установленному на опорном подшипнике 4. Поворотный желоб 5 устанавливается над соответствующим бункером 13, который заполняется необходимым количеством требуемого материала.

Размещение бункеров в корпусе 1 с крышкой 2, снабженном средствами 12 крепления к конструкциям цеха, обеспечивает компактность установки, позволяет разместить установку в необходимом месте для осуществления обработки, обеспечивает накопление и подачу требуемого количества материалов, дает возможность изменения количества промежуточных бункеров при снижении металлоемкости, а компактная конструкция дает возможность оперативного переноса установки в пределах цеха. Конструктивное выполнение промежуточного бункера 13 поперечным сечением в виде сегмента способствует быстродействию в процессе подачи необходимых материалов при эксплуатации установки, потому что подачу любого из материалов осуществляют в режиме, независимом от режима подачи материалов из других бункеров. Это необходимо

для обеспечения радиального размещения бункеров, подачи одновременно нескольких материалов из нескольких бункеров, а также для предотвращения зависания в бункере крупнофракционных (более 70 мм) материалов. Выполнение промежуточных бункеров съемными в предлагаемой установке обеспечивает оперативность в их транспортировке, монтаже отдельных узлов установки, а также ее эксплуатации, потому что появляется возможность оперативной смены промежуточных бункеров без прерывания технологического процесса выплавки стали. Направляющие ролики 21, установленные на участках боковой поверхности корпуса, оси которых параллельны продольной оси установки, предназначены для упрощения установки бункеров 13 в корпус 1.

Расположение промежуточных бункеров радиально в корпусе с образованием полости поверхностями бункеров, обращенными в сторону продольной оси установки обеспечивает изолированность подаваемых в различные бункеры необходимых материалов, а также возможность увеличения или уменьшения емкости промежуточных бункеров посредством перемещаемых перегородок в зависимости от особенностей технологии при эксплуатации установки. Кроме того, радиальное расположение бункеров способствует ускоренной подаче необходимых материалов из них в сталеплавильный агрегат или сталеразливочный ковш, обеспечивая тем самым заданный технологический регламент процесса прямого легирования стали.

В процессе загрузки происходит автоматическое взвешивание загружаемого в бункер 13 материала путем воздействия опорной тензометрической платформы 18 на тензометрические весы 19, опоры 20 которых установлены на элементах корпуса 1, перпендикулярных продольной оси установки.

Наличие тензометрических весов 19 обеспечивает повышение точности регулирования массы подаваемых материалов при проведении прямого легирования, что дает возможность в широких пределах варьировать массами подаваемых материалов, в особенности, при совмещении процессов прямого легирования с микролегированием и модифицированием стали, в которых также используются технологические приемы прямого легирования, когда массы подаваемых материалов разнятся на порядки.

Аналогичным образом в соответствующие бункеры 13 загружаются в необходимом количестве все материалы, требуемые по технологии.

В процессе обработки расплава металла в соответствующем металлургическом агрегате все необходимые материалы подаются из промежуточных бункеров 13 единой порцией или регулируемыми порциями последовательно или одновременно. Выгрузка материала осуществляется через разгрузочное отверстие 14, которое открывается путем перемещения задвижки 15 с помощью тяги 16 пневмоцилиндром 17. После выгрузки из бункера 13 заданного количества материала разгрузочное отверстие 14 закрывается. Материалы поступают в разгрузочную воронку 23 и через труботечку 24 направляются в соответствующий агрегат. Взаимосвязь промежуточных бункеров 13 с труботечкой 24, по которой осуществляется подача необходимых материалов в заданном регламенте в сталеплавильный агрегат или ковш, посредством выполненных в бункерах разгрузочных отверстий 14 и установленных задвижек 15, обеспечивает независимую подачу любого из материалов, находящегося в промежуточном бункере 13, в любое заданное технологическим регламентом время. Этим обеспечивается решение поставленной задачи при эксплуатации установки — создание благоприятных условий для синхронизации процессов плавления подаваемых материалов с одновременным восстановлением легирующих элементов.

Одним из узких мест в сталеплавильных цехах металлургического производства является обеспечение высокой скорости подачи необходимых материалов в сталеплавильный агрегат или ковш. Это решается в предлагаемой установке за счет конструктивных особенностей промежуточных бункеров. Выполнение разгрузочных отверстий 14 на поверхности бункеров, обращенной в сторону продольной оси установки, с установкой задвижек 15 с возможностью перемещения вдоль продольной оси бункера 13 обеспечивает повышенную скорость подачи необходимых материалов в сталеплавильный агрегат или ковш. Это достигается тем, что разгрузочные отверстия расположены в непосредственной близости к воронке 23 и труботечке 24 без дополнительного тракта подачи, а также потому, что вертикальная конструкция бункера способствует тому, что даже крупнофракционные материалы без зависания

самоходом разгружаются в труботечку 24, откуда беспрепятственно поступают в сталеплавильный агрегат или ковш.

При подаче из промежуточного бункера малофракционных материалов (размером 5-20 мм) и необходимости их дискретной выгрузки при согласовании с подачей других материалов из других бункеров требуется обеспечение необходимого регламента подачи. Для этого наиболее приемлемым является выполнение разгрузочных отверстий 14 в днище бункеров 13 с установкой задвижек 15 с возможностью перемещения перпендикулярно продольной оси бункера при обязательном использовании в процессе подачи малофракционных материалов вибратора 22.

Для особо мелкодисперсных материалов (размером менее 2.0 мм), используемых в процессе прямого легирования для микролегирования и модифицирования стали, целесообразно подавать необходимые материалы в режиме, предусмотренном технологическими особенностями прямого легирования, а именно — с возможностью смешивания подаваемых материалов в труботечке, синхронно — последовательной подачей мелкодисперсных материалов восстановителя и крупнофракционных, с тем чтобы при попадании на плоскость труботечки 24, мелкодисперсные материалы, увлекаемые более крупными частицами других материалов, достигнув поверхности металлического расплава, могли погрузиться в его объем. Это обеспечивается выполнением днища бункера 13 в виде пирамиды, вершина которой обращена в сторону труботечки 24 в случае, когда поперечное сечение бункера представляет собой сегмент. При этом выполнение разгрузочных отверстий 14 на грани пирамиды, обращенной в сторону корпуса 1, и установка задвижек 15 с возможностью перемещения под углом к продольной оси бункера 13 способствует обеспечению синхронности плавления подаваемых материалов и восстановлению из них легирующих и модифицирующих элементов.

Наличие вибратора 22, взаимосвязанного с бункерами 13, входящего в состав установки, предотвращает слеживание материала и способствует беспрепятственной его выгрузке из бункера 13 и интенсивному передвижению подаваемых материалов к труботечке и препятствует их зависанию в бункерах, что способствует решению поставленной задачи - быстродействию при

осуществлении подачи исходных материалов. Это приводит к реализации синхронных процессов плавления исходных материалов с одновременным протеканием восстановительного процесса.

Установка предназначена для реализации метода прямого легирования стали при производстве углеродистых, легированных, а также сталей, в которые вводятся микролегирующие и модифицирующие добавки, содержание которых в стали на порядок меньше, чем легирующих элементов. Поэтому обеспечение защиты загружаемых в промежуточные бункеры материалов от посторонних материалов и сред является необходимым условием для реализации технологии прямого легирования. Наличие внутри воронки перегородки 10 с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно продольной оси установки предохраняет загружаемые в промежуточные бункеры материалы, что способствует попаданию в заданный химический состав выплавляемой стали и повышению ее качества за счет снижения загрязненности примесями. Примеры конкретного выполнения

Пример 1

Установка была использована для подачи материалов при осуществлении процесса прямого легирования хромомарганцевой стали в кислородном конвертере. Прямое легирование проводилось с использованием неметаллических материалов, содержащих в своем составе легирующие элементы. Один материал фракционного состава 100-150 мм, содержащий в своем составе марганец в виде оксида MnO, другой - материал фракционного состава 10-50 мм, содержащий хром в виде Cr ₂ O ₃ . Каждый из материалов предварительно загружался в промежуточные бункеры 13, в которых разгрузочные отверстия 14 выполнены на поверхности бункеров, обращенной в сторону продольной оси установки. Открытие отверстий обеспечивается задвижками 15, перемещение которых осуществляется вдоль продольной оси бункера 13 посредством пневмоцилиндров 17, размещенных в полости, образованной поверхностями бункеров, обращенными в сторону продольной оси установки. Для материалов, фракционный состав которых превышает размер 50 мм, используются промежуточные бункеры 13 с выполнением разгрузочных отверстий 14 на его поверхности, обращенной в сторону продольной оси установки. Для

крупнофракционных материалов такая конструкция бункеров наиболее приемлема, потому что обеспечивает быстрый беспрепятственный сход из бункера материалов через разгрузочную воронку 23 в труботечку 24.

В качестве восстановителя легирующих элементов использовался углеродсодержащий материал фракции 10-15 мм, который предварительно загружался в промежуточный бункер 13 с выполнением разгрузочного отверстия 14 в днище промежуточного бункера 13, которое открывается путем перемещения задвижки 15 перпендикулярно продольной оси бункера 13 посредством пневмоцилиндра 17, установленного под днищем бункера 13. Для материалов малой фракции (10-15 мм) используются бункеры 13 с разгрузочными отверстиями 14, размещенными в днище бункеров 13, которые открываются путем перемещения задвижки 15 перпендикулярно продольной оси бункеров 13 посредством пневмоцилиндров 17, установленных под днищами бункеров 13. Такое выполнение разгрузочных отверстий обеспечивает сход малофракционных материалов с регулируемой скоростью, что позволяет при попадании загружаемых в сталеплавильный агрегат материалов вести процесс прямого легирования стали в соответствии с технологическими требованиями, то есть достигается синхронность процессов плавления подаваемых материалов и восстановления из них легирующих элементов. Установка работает следующим образом.

Из промежуточных бункеров 13, содержащих оксиды легирующих элементов, материалы, взятые в соотношении Мп/Сr = 2/1, подаются одновременно порциями по 20% от общего их расхода из каждого бункера 13 через разгрузочную воронку 23 в труботечку 24, откуда происходит загрузка материалов в кислородный конвертер. Взвешивание каждой порции материалов осуществляется с помощью тензометрических весов 19, опоры 20 которых установлены на элементах корпуса 1. Это позволяет подавать материал контролируемыми порциями, что в дальнейшем обеспечивает их равномерное распределение по поверхности металлического расплава в кислородном конвертере и способствует совмещению процессов плавления подаваемых материалов и восстановлению легирующих элементов.

Восстановитель также подается порционно - по 20% от общего расхода

через отверстие 14, расположенное в промежуточном бункере 13, через разгрузочную воронку 23 в труботечку 24, откуда он поступает в кислородный конвертер, причем в процессе его подачи включается вибратор 22, установленный в полости, образованной поверхностями бункера 13, обращенными в сторону продольной оси установки. Это обеспечивает интенсивный сход мелкофракционного восстановителя из промежуточного бункера через iруGотечку в кислородный конвертер. Взвешивание каждой порции восстановителя осуществляется с помощью тензометрических весов 19, опоры 20 которых установлены на элементах корпуса 1. Это позволяет подавать восстановитель контролируемыми порциями, что в дальнейшем обеспечивает его равномерное распределение по поверхности металлического расплава в кислородном конвертере и способствует совмещению процессов плавления подаваемых материалов и восстановлению легирующих элементов. Пример 2 Установка была использована для подачи материалов при осуществлении процессов легирования конструкционной стали марганцем и микрслегирования ванадием на установке печь-ковш с использованием метода прямого легирования стали. Легирование проводили с использованием неметаллических материалов, содержащих в своем составе легирующие элементы: один материал фракционного состава 20-50 мм, содержащий марганец в виде оксида MnO, другой - материал фракционного состава 1,0 - 1,5 мм, содержащий ванадий в виде V ₂ O ₅ . В качестве восстановителя использовали гранулированный алюминий фракции 8-10 мм.

Каждый из материалов предварительно загружался в промежуточные бункеры 13. Материал, содержащий марганец, загружался в бункер 13 с выполнением разгрузочного отверстия 14 на его поверхности, обращенной в сторону продольной оси установки, открываемого задвижкой 15, перемещение которой осуществляется вдоль продольной оси бункера 13 посредством пневмоцилиндра 17, размещенного в полости, образованной поверхностями бункеров, обращенными в сторону продольной оси установки. Гранулированный алюминий загружался в промежуточный бункер 13 с выполнением разгрузочного отверстия 14 в его днище, которое открывается путем перемещения задвижки 15 перпендикулярно продольной оси бункера 13 посредством пневмоцилиндра 17,

установленного под днищем бункера 13. Материал, содержащий ванадий, загружался в промежуточный бункер 13 с днищем в виде пирамиды, вершина которой обращена в сторону труботечки с выполнением разгрузочного отверстия 14 на грани пирамиды, обращенной в сторону корпуса 1, открываемого перемещением задвижки 15 под углом к продольной оси бункера 13, которое обеспечивается посредством пневмоцилиндра 17, расположенного с внешней стороны корпуса 1. Для материалов мелкой фракции (1-1,5 мм) используются промежуточные бункеры 13 с днищем в виде пирамиды, вершина которой обращена в сторону труботечки с выполнением разгрузочного отверстия 14 на грани пирамиды, обращенной в сторону корпуса 1, открываемом перемещением задвижки 15 под углом к продольной оси бункера 13, которое обеспечивается посредством пневмоцилиндра 17, расположенного с внешней стороны корпуса 1. Такое выполнение разгрузочного отверстия обеспечивает регулируемый сход мелкодисперсных материалов в непрерывном, дискретном или смешанном режимах подачи. Это обеспечивает возможность реализации технологических режимов модифицирования стали с использованием приемов прямого легирования, когда мелкодисперсный неметаллический материал, содержащий в своем составе оксид или карбид легирующего элемента, необходимо смешать с восстановителем до попадания всех материалов на поверхность металлического расплава.

Установка работает следующим образом.

Из промежуточного бункера 13 материал, содержащий марганец, подается единой порцией через разгрузочную воронку 23 в труботечку 24, откуда происходит его загрузка в печь-ковш на поверхность расплавленного металла. Туда же из бункера 13, содержащего восстановитель, через разгрузочную воронку 23 в труботечку 24 подается гранулированный алюминий. В процессе подачи алюминия включается вибратор 22, установленный в полости, образованной поверхностями бункеров 13, обращенными в сторону продольной оси установки. Это обеспечивает интенсивный сход мелкофракционного восстановителя из промежуточного бункера через труботечку в печь-ковш. Такая подача материалов обеспечивает равномерное их распределение по поверхности металлического расплава в печи-ковше и способствует совмещению процессов плавления

подаваемых материалов и восстановлению легирующего элемента.

Взвешивание каждой порции материалов осуществляется с помощью тензометрических весов 19, опоры 20 которых установлены на элементах корпуса 1. Микролегирование стали ванадием осуществляется путем подачи в печь- ковш материала, содержащего ванадий, и восстановителя — гранулированного алюминия. Материал, содержащий ванадий, из промежуточного бункера 13 через разгрузочную воронку 23 поступает в труботечку 24, откуда происходит его загрузка в печь-ковш на поверхность расплавленного металла. Туда же подается и гранулированный алюминий. В процессе подачи этих материалов включается вибратор 22, установленный в полости, образованной поверхностями бункеров 13, обращенными в сторону продольной оси установки. Это обеспечивает интенсивный сход мелкофракционного материала, содержащего ванадий, и малофракционного состава гранулированного алюминия из промежуточного бункера через труботечку в печь-ковш.

Взвешивание каждой порции материалов осуществляется с помощью тензометрических весов 19, опоры 20 которых установлены на элементах корпуса 1.

Такая подача материалов обеспечивает равномерное их распределение по поверхности металлического расплава в печи-ковше и способствует совмещению процессов плавления подаваемых материалов и восстановлению легирующего элемента.

Промышленная применимость Таким образом, как видно из приведенных примеров, использование предлагаемого изобретения обеспечивает быстродействие при подаче материалов в металлургический агрегат. Подобная установка обеспечивает соблюдение требуемого регламента подачи материалов в процессе прямого легирования стали, что обеспечивает синхронизацию процессов плавления исходных материалов и восстановления легирующих элементов. Конструктивными особенностями установки обеспечивается возможность не только загрузки материалов в определенной последовательности, но и возможность осуществления подачи материалов единой порцией или дискретно -

равными или регулируемыми порциями, с регулируемой скоростью подачи материалов.

Использование предлагаемой установки для подачи материалов в металлургический агрегат значительно уменьшает длину тракта, т.е. длину перемещения материалов от загрузочных бункеров цеха до расплава металла и повышает быстроту подачи материалов, за счет предварительного комплектования всех материалов на плавку.