УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ ПЫЛЕВЫБРОСОВ ПРИ СЛИВЕ РАСПЛАВА В КОВШ Российский патент 1999 года по МПК C21B7/22 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам пылеподавления при сливе расплавов в ковш, преимущественно, например, при сливе чугуна.

Известно, что отсечение чугуна от окислительной атмосферы существенно подавляет образование бурого дыма при его сливе (см., например, устройство отсечки чугуна по А. С. 1786076, C 21 B 7/14, система автоматического управления процессом отсечения чугуна от окислительной атмосферы).

Недостатком указанного известного устройства является его низкая эффективность из-за отсутствия использования отходящих из ковша газов для подавления пылевыбросов.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для подавления пылевыбросов при сливе расплава в ковш, включающее разливочный носок и расположенный над ковшом коллектор с соплами для подачи пылеподавляющего газа (см. Патент на устройство N 2023013, C 21 B 7/22).

Недостатком указанного известного устройства, прототипа также как и вышеуказанного аналога, является его низкая эффективность из-за отсутствия использования отходящих из ковша газов для подавления пылевыбросов.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности пылеподавления при сливе расплава.

Указанная техническая задача решается следующим образом. Устройство дополнительно снабжено зонтом-улавливателем потока выбросов, сопла для подачи пылеподавляющего газа снабжены инжекторами, а инжекторы снабжены переточными каналами, имеющими нагнетательные и всасывающие патрубки, причем нагнетательные патрубки выполнены концентрично соплам для подачи пылеподавляющего газа, а всасывающие патрубки выведены в зону улавливания выбросов зонта.

Оснащение устройства зонтом-улавливателем выбросов позволяет локализовать пылегазовые выбросы в верхней конической центральной части зонта. Установлено, что при сливе чугуна в указанной зоне зонта в газах отсутствует свободный кислород, а количество графита достигает 2 - 5 г/м³ при температуре газов до 500^oC.

Оснащение устройства инжекторами и переточными каналами, выведенными всасывающими патрубками в зону улавливания выбросов зонта, позволяет отсасывать и обратно подавать указанные выбросы через нагнетательные патрубки переточных каналов на струю чугуна. Установлено, что нагретые выбросы, содержащие графит и не содержащие кислород эффективно подавляют образование бурого дыма, аналогично исходному газу (благодаря чему мощность пылеподавления и улавливания выбросов возрастает).

Причем наибольшая эффективность достигается при выполнении нагнетательных патрубков концентрично соплам для подачи пылеподавляющего газа и при выполнении всасывающих патрубков переточных каналов развернутыми частично или полностью и вокруг потока выбросов.

Выполнение нагнетательных патрубков концентрично соплам для подачи пылеподавляющего газа объясняется закономерностями максимума энергии инжекции, наибольшей именно при соосном расположении сопел и патрубков. Выполнение всасывающих патрубков переточных каналов навстречу потоку позволяет использовать динамическую энергию потока выбросов, увеличить циркуляцию выбросов, и тем самым увеличить пылеподавление при сливе расплава в ковш.

Продольный разрез устройства для подавления пылевыбросов при сливе расплава в ковш изображен на чертеже.

Устройство включает ковш 1, желоб 2 для слива расплава в виде струи 3. Сверху ковша установлен газовый коллектор 4 с соплами 5 для подачи пылеподавляющего газа 6 и зонт - улавливатель 7 выбросов 8, концентрирующихся в верхней зоне 9 зонта-улавливателя 7. Сопла 5 газового коллектора 4 являются составной частью инжекторов 10, включающих нагнетательные патрубки 11 и переточные каналы 12, снабженные всасывающими патрубками 13, причем всасывающие патрубки 13 выполнены располагающимися в верхней зоне 9 зонта-улавливателя 7 вокруг потока 14 выбросов 8. Всасывающие патрубки 13 могут быть выполнены развернутыми полностью или частично навстречу потоку 14 выбросов 8.

Поток выбросов содержит, как правило, горючие составляющие, например графит 15, концентрирующийся в верхней зоне 9 зонта-улавливателя 7.

Устройство работает следующим образом.

Через желоб 2 в ковш 1 переливается расплав, например чугун, в виде струи 3. При заполнении ковша 1 расплавом чугуна образуются пылегазовые выбросы 8, улавливаемые зонтом-улавливателем 7, причем указанные выбросы 8 содержат частицы графита 15 и концентрируются в верхней зоне 9 зонта-улавливателя 7. (Концентрация графита 15 в указанной зоне 8 составляет 2-5 г/м³ при отсутствии свободного кислорода. На струю 3 чугуна подается через сопла 5 (в варианте заявки инертный газ азот, блокирующий образование бурого дыма. (Что не исключает применение других газов для целей пылеподавления).

Сопла 5 концентрично охватываются патрубками 11 инжекторов 10, к которым подсоединены переточные каналы 12. В переточных каналах 12 инжекторами 10 создается разряжение, благодаря чему через всасывающие патрубки 13 обратно на струю 3 расплава чугуна подаются через нагнетательные патрубки 11 выбросы 8, не содержащие свободный кислород.

Выполнение патрубков 11 концентрично соплам 5 позволяет наиболее полно использовать кинетическую энергию исходного газа (истекающего из сопел 5, как правило, со звуковыми скоростями) и увеличить мощность циркуляции через переточные каналы 12 до возможного максимума.

Установлено, что при отсутствии свободного кислорода в выбросах 8 и при наличии в них графита указанная среда препятствует образованию бурого дыма, аналогично исходному газу азоту. Поэтому мощность пылеподавления с использованием указанного возврата многократно возрастает (особенно при развороте всасывающих патрубков 13 частично или полностью навстречу потоку выбросов, так как это позволяет использовать динамическую энергию отходящих газов для увеличения количества возврата).

Применение изобретения позволит повысить эффективность пылеподавления при сливе жидкого металла в ковш, уменьшить загрязнение окружающей среды, улучшить условия труда.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для подавления пылевыбросов при сливе расплава в ковш. Сущность изобретения: устройство для подавления пылевыбросов при сливе расплава в ковш включает коллектор с соплами для подачи пылеподавляющего газа, зонт-улавливатель потока выбросов, при этом сопла для подачи пылеподавляющего газа снабжены инжекторами, а инжекторы снабжены переточными каналами, имеющими нагнетательные и всасывающие патрубки, нагнетательные патрубки выполнены концентрично соплам для подачи пылеподавляющего газа, а всасывающие патрубки выведены в зону улавливания выбросов зонта. Всасывающие патрубки переточных каналов выполнены полностью или частично развернутыми навстречу потоку выбросов и размещены вокруг потока выбросов. При использовании изобретения повышается эффективность пылеподавления при сливе расплава в ковш. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для подавления пылевыбросов при сливе расплава в ковш, включающее расположенный над ковшом коллектор с соплами для подачи пылеподавляющего газа, отличающееся тем, что устройство снабжено зонтом-улавливателем потока выбросов, сопла для подачи пылеподавляющего газа снабжены инжекторами, а инжекторы снабжены переточными каналами, имеющими нагнетательные и всасывающие патрубки, причем нагнетательные патрубки выполнены концентрично соплам для подачи пылеподавляющего газа, а всасывающие патрубки выведены в зону улавливания выбросов зонта. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что всасывающие патрубки переточных каналов выполнены полностью или частично развернутыми навстречу потоку выбросов и расположены вокруг потока выбросов.