УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА В КОВШЕ НЕЙТРАЛЬНЫМ ГАЗОМ Российский патент 1997 года по МПК C21C7/72 F27D7/02 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее, к процессам обработки металла в ковшах.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для продувки металла в ковше нейтральным газом, включающее полую металлическую трубу, на которую нанизаны огнеупорные катушки в виде обечайки с огнеупорной пробкой на торце. В пробке выполнено сквозное отверстие соосно металлической трубе. В процессе обработки устройство опускается под уровень металла в ковше и через него подается под давлением инертный газ аргон, что приводит к перемешиванию металла в ковше [1]
Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность перемешивания металла в ковше. Это объясняется тем, что струя нейтрального газа направлена только вниз. В этих условиях в перемешивании участвуют не все слои металла в ковше, удлиняется время продувки металла, не обеспечивается необходимое усреднение металла по температуре и химсоставу, не происходит необходимого удаления из металла неметаллических включений.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении производительности и эффективности продувки металла в ковше нейтральным газом.

Указанный технический эффект достигается тем, что устройство для продувки металла в ковше нейтральным газом включает металлическую трубу с огнеупорной обечайкой и пробкой на торце.

По высоте устройств выполнены 1-4 ряда из 3-6 боковых пористых пробок, равномерно распределенных по периметру обечайки, и соединенные с каналом трубы через патрубки, при этом суммарная площадь сечений патрубков составляет 0,7-0,9 площади сечения канала трубы.

Повышение производительности и эффективности продувки металла в ковше нейтральным газом будет происходить вследствие подачи газа вниз одной струей, а в стороны через несколько пористых пробок. При этом обеспечивается интенсивное перемешивание металла в ковше, его усреднение по температуре и химсоставу, интенсифицируется вынос из металла пузырьками газа неметаллических включений. Наличие в устройстве нескольких рядов пористых пробок по высоте обечайки позволяет изменять глубину проникновения струй газа в металл, что обеспечивает необходимую интенсивность продувки в зависимости от изменяющихся технологических требований и емкости ковша.

Диапазон значений числа рядов пористых пробок в пределах 1-4 объясняется закономерностями перемешивания металла в ковшах различной емкости. Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от емкости ковша.

Диапазон значений числа пористых пробок в каждом ряду, равномерно распределенных по периметру огнеупорной обечайки, объясняется закономерностями перемешивания металла по объему ковша. Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от емкости ковша.

Диапазон значений суммарной площади проходных сечений патрубков в пределах 0,7-0,9 от площади сечения канала трубы объясняется гидродинамическими закономерностями истечения газа через пористые пробки. При больших значениях возможно неравномерное распределение газа по пористым пробкам. При меньших значениях будет затруднено истечение газа из пористых пробок, что приведет к примерзанию металла на поверхность пористых пробок. Указанный диапазон устанавливается в обратной зависимости от расхода газа.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого устройства с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показана схема устройства для продувки металла в ковше нейтральным газом, продольный разрез; на фиг.2 то же, разрез А-А на фиг.2.

Устройство для продувки металла в ковше нейтральным газом состоит из металлической трубы 1, огнеупорной обечайки 2, пробки 3, патрубков 4, пористых пробок 5. Позицией 6 обозначен уровень металла.

Устройство для продувки металла в ковше нейтральным газом работает следующим образом.

Пример. В процессе продувки металла в ковше устройство опускается под уровень 6 металла. Устройство состоит из стальной трубы 1, по которой подается под давлением 4-6 кг/см² инертный газ аргон. В нижней части на трубу 1 нанизана огнеупорная обечайка 2, например, из огнеупорного бетона. В общем случае обечайка 2 может быть набрана из отдельных огнеупорных катушек. В нижнем торце трубы 1 установлена глухая огнеупорная пробка 3.

По высоте устройства выполнены 1-4 ряда из 3-6 пористых пробок 5, равномерно распределенных по периметру обечайки 2, и соединенные с каналом трубы 1 через патрубки 4. Суммарная площадь сечений патрубков 4 составляет 0,7-0,9 площади сечения канала трубы 1.

Труба 1 устройства подвешена к подъемно-поворотному рычагу (не показан).

В таблице приведены примеры работы устройства с различными технологическими параметрами.

В первом примере вследствие малого количества пористых пробок происходит неравномерное перемешивание металла в ковше и его усреднение по температуре и химсоставу.

В пятом примере вследствие малой величины диаметра патрубков не будет обеспечиваться необходимый расход нейтрального газа, что снизит интенсивность перемешивания металла в ковше. При этом возможно "закозление" застывшим металлам поверхности пористых пробок.

В шестом примере, прототипе, вследствие подачи газа через одно отверстие в пробке только вертикально вниз не обеспечивается необходимое перемешивание металла, его усреднение по температуре и химсоставу, а также всплывание неметаллических включений.

В примерах 2-4 вследствие рассредоточенной подачи газа по высоте устройства через пористые пробки с оптимальными параметрами и расположением обеспечивается интенсивное перемешивание металла в ковше, достигается его необходимое усреднение по химсоставу и температуре, а также достигается необходимое удаление в шлак неметаллических включений из металла.

Применение устройство позволяет повысить производительность процесса продувки металла в ковше на 18-20% а также увеличить выход годного металла на 4-6%

Использование: металлургия, конкретнее, в процессах обработки металла в ковше. Сущность: устройство содержит металлическую трубу с огнеупорной обечайкой и пробкой на торце, по высоте устройства выполнены 1-4 ряда из 3-6 боковых пористых пробок, равномерно распределенных по периметру обечайки, и соединенные с каналом трубы через патрубки, при этом суммарная площадь сечений патрубком составляет 0,7-0,9 площади сечения канала трубы. 1 табл., 2 ил.

Устройство для продувки металла в ковше нейтральным газом, содержащее металлическую трубу с огнеупорной обечайкой и пробкой на торце, отличающееся тем, что по высоте устройства выполнены 1 4 ряда из 3 6 боковых пористых пробок, равномерно распределенных по периметру обечайки и соединенные с каналом трубы через патрубки, при этом суммарная площадь сечений патрубков составляет 0,7 0,9 площади сечения канала трубы.