Устройство для рафинирования жидкого металла Советский патент 1983 года по МПК C21C7/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к оборудованию для внепечной обработки металла в потоке. Иэвестно устройство для модифицирования металла, состоящее иэ питателя, воронки с тангенциальным под водом металла и емкости с металлом, в котором воронка снабжена конусообpaaHbjM каналом, узким концом заглубленным в емкость с металлом. Недостатками известного устройства являются слабое втягивание в поток реагента и недостаточное перемешивание его с металлом, активно воздействовать на интенсивность кото рых невозможно при заданных расходах расплава и геометрических параметрах устройства. Кроме того,на практике часто возникает необходимость управлять интенсивностью втягивания и перемешиваний добавок с метгшлом, например, при переходе на другой вид реагента, изменении расхода металла или степени его рафинирования Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для рафинирования металла, которое соетоит из питателя подачи реагента, во ронки с тангенциальным подводом ме талла, металлопровода, на котором . установлен трехфазный электромагнитны вращатель, электромагнитное поле которого направлено в противоположную сторону вращающегося потока жидкого металла. 2 . Однако при рафинировании металла достигается невысокая степень десульфурации и дефосфорации. Цель изобретения - повышение степени десульфурации и дефосфорации и снижение расхода реагентов. Поставленная цель достигается тем что устройство для рафинирования жидкого металла, содержащее питатель воронку с тангенциальным -подводом металла, металлопровод, на котором установлен трехфазный электромагнитный вращатель, двухфазным индуктором, установленным вдоль конической поверхности воронки и выполненным из Ш-образных модуль-индук ционных катушек с разомкнутым магни-г топроводом, связанных кольцевым ферромагнитным стержнем и ра эмещенных в двух вертикальных взаимно перпенди кулярных плоскостях. На фиг.1 показано устройство, раз рез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг,1 на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1. Устройство содержит воронку 1 . с тангенциальным подводом потока металла 2 и подачей реагентов 3 в во ронку из питателя 4. Воронка снабжена конусной трубой - металлопроводом 5, . концом заглубленным в ковш б. Вдоль конической поверхности воронки установлен двухфазный индуктор, выполненный из Ш-образных модульиндукционных катушек, которые размещены в двух вертикальных взаимно перпендикулярных плоскостях. Модули содержат разомкнутые магнитопроводы 7 с катушками 8 и связаны кольцевым ферромагнитным стержнем 9. Благодаря такой конструкции вращателя создается дополнительное спиральное вращающее поле, которым управляют интенсивностью вращения металла в воронке. На конической трубе установлен трехфазный электромагнитный вращатель (ЭМВ), выполненный в виде цилиндрического статора 10 из шихтованных листов электротехнической стали, в пазах которого размещена трехфазная обмотка 11. Трехфазным ЭМВ создается замедление вращения потока металла и разрушение вихря. При этом частицы реагента диспергируют в расплав, чем достигается увеличение контактной поверхно ти реагента с мюталлом и повышение степени их усвоения. Устройство работает следующим образом. Поток металла 2 из плавильного агрегата, например вагранки, сливается по желобу с тангенциальным подводом в воронку 1 и, закручиваясь по спирали, заполняет ее, создавая вихревое углубление, как показано пунктиром, затем сливается по метешлопроводу 5 в ковш 6. На поверхность металла в воронку подается реагент 3 из питателя 4, который сравнительно малого удельного веса располагается над зеркалом металла,заполняя вихревое углубление. При включений питания к катушкам 8 двух-, фазного индуктора, возникающий в магнитопроводах 7 каждого из четырех модулей продольный магнитный notoK Фцр , взаимодействуя с наведенным в жидком металле током создает движение металла, направленное вниз. Одновременно магнитный поток вращающегося магйитноро поля Фцр(фиг.2) , Зсшыкаясь по кольцевому ферромагнитному стержню 9, создает вращательное движение металла. Совместное взаимодействие двух потоков и Ф и пондеромоторных сил создает принудительное спирально-вращательное движение металла вдоль конусной поверхности воронки, который закрученным потоком сливается по конической трубе. В результате изменения интенсивности спирально-вращательного движения металла достигается управление втягиванием добавок в поток металла и их взаимным перемешиванием. При подаче питания на обмотку 11 рехфазного ЭМВ статор 10 создает

вращающийся поток Фш, направленный в обратную сторону, ослабляя вращение металла в трубе вплоть до распсша вихревото потока. При этом частицы реагента диспергируют в металл, увеличивгш контактную поверхность взаимодействия. При обработке потока чугуна известковоглинистым десульфуратором в результате активного втягивания и ув личения контактной поверхности взаимодействия достигнуто повьхление степени десульфурации и дефосфора- . ции.

Проведены испытания с использованием предлагаемого устройства для рафинирования жидкого металла, состоящего из воронки с:тангенциальным подводом металла,, снабжениой двухфазным индуктором, выполненным из модуль-индукционных катушек с разомкнутыми магнитопроводами, связанными кольцевым ферромагнитным стержнем и металлопровода, на котором установлен трехфазный электромагнитный вращатель.

Результаты опытов приведены в таблице.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА,содержащее питатель, воронку с тангенциальные подводом металла, металлопровод, на котором установлен трехфазный электромагнитный вращатель,- о т л ич ающее с я тем, что, с целью повышения степени десульфурации и дефосфорации, оно снабжено двухфазным индуктором, установленным вдоль конической поверхности воронки и выполненным из Ш-образных модуль-индукционных катушек с разомкнутым магнитопроводом, связанных кольцевым ферромагнитным стержнем и размещенных в двух вертикальных взаимно перпендикулярных плоскостях.

По данным прототипа достигается степень десульфурации 65%, а степень дефосфорации 53%. Из сравнения результатов плавок следует, что степень десульфурации, полученная в предлагаемом устройстве, на 12-18%, а степень дефосфорации на 15-20% выше, чем в прототипе. Путем повьйиения степени усвоения добавок и снижения расхода реагентов на 30-40% по сравнению с прототипом получают экономию 2,5-3 руб. на 1 т разливаемого чугуна, что при объеме производства 15 тыс.: в год может составить эко- порядка 40 тыс. руб. номэффект в год.