Устройство для циркуляционного вакуумирования металла Советский патент 1983 года по МПК C21C7/10 

05

со

Изобретение относится к внепечно обработке стали в черной металлурги и может быть использовано в процесс циркуляционного вакуумирования,,

Известно устройство для циркуляционного вакуумирования стали, вклю чающее вакуумную камеру, в нижней части которой встроены два патрубка в верхней части камеры находится отверстие для выхода отходящих газов. Движение металлов осуществляется через камеру путем ввода инертного газа в один из рукавов камеры, выделяющиеся газы откачиваются через верхнее отверстие вакуумныг/ш насосами. Вакуумная камера соединяется с насосами с помощью вакуумопрозода 1 .

Недостатком этого устройства является то, что при такой конструкции дна камеры патрубки располагают ся по диаметру, причем на значительном расстоянии от .стенок камеры и один от другого, в процессе вакуумирования металл из всасывающего патрубка, заполняя дно камеры, распределяется по зонам. В начале не весь поток устремляется к сливному -патрубку, так как в противоположном направлении от сливного патрубка образуется застойная зона для части металла в области всасывающего патрубка благодаря возникновению стоячих волн в результате наложения распространяющихся волн металла из всасывающего патрубка и волн при многократном отражении металла от стенки камеры. Другая часть металла по различным траекториям распростра-няется в сторону сливного патрубка. При этом Наикратчайшая траектория движения металла находится между патрубками, другие траектории возможного движения металла значительно превышают это расстояние. Вследствие этого растворенные реагенты в жидком металле имеют различное время для вступления в реакцию. Часть реагентов может вообще не вступать в реакцию проскакивая вместе с металлом в сливной патрубок, другая часть металла может длительное время находиться в камере в продегазированном состоянии..

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для циркуляционного вакуумировапия еталла, содержащее вакуум-камеру с всасываквдим и сливным патрубками, причем площадь сливного патрубка меньше площади всасыва эщего патрубка 2 .

Однако устройство характеризуется недостаточно высокой скоростью циркуляции, что увеличивает время вакуумирования, и большим расходом электроэнергии; связанным с необходимостью электромагнитного перемешивания.

Целью изобретения является увеличение производительности труда.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для циркуляционного вакуумирования мет.-хлла, содержащем вакуум-камеру с всасывающим и сливным патрубками, причем площадь сливного патрубка меньше площади всасывающего патрубка, вакуум-камера выполнена в виде двух окрулсностей разного диаметра, сопряженных по касательным с межцентров лм расстоянием, превыша1ащим сумму радиусов, при этом всасывающий патрубок выполнен соосно с большей, а сливной - с меньшей окруностями, причем соотношение радиусов окружностей Составляет 2-2,5:1.

На фиг. 1 представлено устройств общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Вакуум-камера 1 представляет собой в проекции плоскость, образующуюся при сопряжении касательными двух окружностей разного диаметра, большего 2 и меньшего 3. Радиус болшей окружности 2 равен 300 мм, радиус меньшей окружности 3 равен 150 мм. Их соотношение составляет 2

Макс1 мальный размер дна камеры составляет 1200 мм. В периферийных зонах соосно с окружностями расположены патрубки, причем диаметр всасывающего патрубка 4 составляет 500 мм,а сливного патрубка 5-200 мм, что больше суммы радиусов окружностей на 200 мм.

Данное устройство состоит из вакyyм-кa Iepы, поперечное сечение которой имеет форму двух окружностей разных радиусов (2-2,5:1), сопряженных по касательным, и двух различного диаметра патрубков, причем всасыватаций- патрубок в 2,5 раза больще сливного.

Устройство работает следующим образом.

Вакуум-камеру патрубками, предварительно закрытыми от. попадания в камеру шлака тонкими листами стали, опускают в ковш с жидким металлом с помощью мостового крана. Глубна погружения определяется положением вмонтированного во всасывающий патрубок аргонного узла. Затем открывают вакуумный затвор. Движение металла через камеру осуществляется благодаря вводу аргона во всасывающий патрубок. При движении металла по всасывающему патрубку происходит его интенсивная дегазация пузыри, образугощиеся при вводе аргона. Увеличение диаметра всасывающего патрубка расширяет активную зону дегазации для вакуумируемого металла от места ввода аргона до выхода металла из всасывающего патрубка. При выходе металла из всасывающего патрубка еще более интенсифицируется процесс дегазации в соответствии с увеличением контактной площади газ-металл за счет всхлопывания пузырей, фонтанирования металла. При принятой конструкции дна камеры металл из всасывающего патрубка целиком направляется к сливному патрубку, причем его скорость непрерывно увеличивается в соответствии с профилем дна, дополнительно создает условия для боль шего перемешивания металла в струях и тем Сс1мым способствует активной дегазации в движущемся объеме металла. Выбранное расположение патрубков и поперечного профиля вакуум-камерял исключают застойные зоны, вследствие этого обеспечивается одинаковое время пребывания текущей массы металла в камере и создаются равные условия для дегазации всего вакуумируемого объема металла, находящегося в камере. Выбор сливного патрубка меньшего диаметра, по сравнению со всасывающим, обусловлен заданием увеличения скорости и связанной с ней кине матической энергии движущегося ме-. талла. Увеличение кинематической энергии движущегося металла в сливном патрубке по своему действию экви валентно удлинению сливного патрубка, что способствует более глубокому проникновению струи металла в ков ше. Это имеет вахшое значение при вакуумировании. При недостаточной кинетической энергии струи в.сливном патрубке продегазированный металл перемешивается с металлом в ковше

(

R3

J только в верхних горизонтах и поэтому может быть повторно затянут во всасывающий патрубок. Следовательно при таком вакуумировании не весь металл может быть продегазирован, а только лишь верхние слои металла. Глубокое проникновение струи продегазированного металла в ковше способствует более глубокому перемешиванию металла в ковше, тем самым повышается в целом эффективность дегазации, т.е. увеличивается выход отходящих газов из вакуумируемого металла. Использование данного устройства по сравнению с существующим уменыиает время вакуумирования на 30% за счет увеличения скорости движения металла через камеру; сокращает расход электроэнергии на 100% при вакуумировании за счет исключения индyктopaf уменьшает материальные затраты на футеровку вакуум-камеры по сравнению с существующим устройством на 40% за счет уменьшения объема вследствие изменения ее формы; исключает материальные затраты, связанные с изготовлением индуктора; увеличивает выход отходящих газов на 10% по сравнению с существующим устройством. При использоваиийданного технического ретаения в промьшшенных условиях достигается повышение производительности труда примерно на 30% .за счет сокращения времени вакуумирования и получают экономический эффект 30-35 тыс. руб. в год за счет снижения расходов электроэнергии, уменьшения материальных затрат и т.д.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА, содержащее вакуум-камеру с всасывающим и слйвньам патрубками, причем площадь сливного патрубка меньше площади всасывающего патрубка, о т л и чающееся тем, что, с целью увеличения производительности труда, . вакуум-камера выполнена с .поперечным сечением в виде двух окружностей разного диайетра, сопряженных по касательным с межцентровыь расстоянием, превьшс1ющим радиусов, при этом всасывающий патрубок выполнен соосно- с большей, а сливной с меньшей окружностями, лричем соотношение радиусов окружностей состав- g ляет 2-2,5:1.