Всасывающий патрубок циркуляционной вакуум-камеры Советский патент 1984 года по МПК C21C7/10 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть испольэовано в установках циркуляционного вакуумирования стали для повышения стойкости футеровки всасывающего патрубка.

Камера для циркуляционноговакуумирования содержит, как известно, всасывающий и сливной патрубки.

Известна установка, в которой для обеспечения циркуляционного прдвижения металла через вакуум-камеру во всасывающий патрубок подаю транспортирукмций газ, например аргон 1.

Однако стойкость огнеупорной фу теровки всасывающего п трубка значтельно ниже, чем сливного.

Так, например, промышленная камера циркуляционного вакуумирования, предназначенная для.вакуумирования плавки стали весом 110120 т и футерованная пе;риклазошпинелидными огнеупорами, имеет стойкость футеровки всасывающего патрука с мм 30-32 плавки, тогда как стойкость футеровки.сливного патрубка с d(, 280 мм 60-63 плавки

Такая сравнительно пониженная стойкость всасывающего патрубка обсловлена, очевидно, ускоренным износом футеровки в результате барботажа газовыми пузырьками расплавленого металла. -При этом происходят чередующиеся механические удары о поверхность огнеупорной кладки то газовых пузырьков, расширяющихся, вводимых в металл давлением и движущихся в объеме жидкого металла, то частиц металла, взрывающихся на место уходящих пузырьков.

Обычный известный порядок включения в работу циркуляционной вакуум-камеры следующий.

Вначале включают подачу транспортирующего газа во всасывающем патрубке, затем начинают опускание в расплавленный металл па-трубков ((всасывающего и сливного) .При этом во избежание попадания шлака с поверхности металла в камеру на нижние торцы патрубков одеты из листовой стали колпаки, которые после прохождения нижних торцов патрубков через шлак в металл прогорают или точнее расплавляются , освобождая путь для входа металла через патрубки в вакуум-камеру под действием в начальный момент гидростатического напора металла, а. затем включаемого в это же время вакуума.

Как установлено практикой работы и проведенными исследованиями износ футеровки всасывающего патрука от барботирующего действия транспортирующего газа происходит

в наибольшей степени в период заполнения патрубков вакуум-камеры металлом (пока еще набирается вакуум).

Особенно значительный износ футеровки наблюдается в случаях, когда после заполнения патрубков металлом аварийно задерживалось на 2-5 мин) включение вакуума. При это футеровка требовала ремонта сразу же после плавки.

Изменить этот порядок включения в работу и заполнения металлом вакуум-камеры не позволяет существующая известная конструкция всасывающего патрубка.

Известен также охлаждаемый воздухом всасывающий патрубок, который при некотором усложнении конструкции и эксплуатации имеет более высокую стойкость, чем неохлаждаемый 21.

Но этот патрубок также не удовлетворяет по уровню стойкости футеровки из-за существенного усложнени конструкции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является всасывающий патрубок циркуляционной камеры, содержащий металлический кожух с огнеупорной футеровкой и узел подачи транспортирующего газа Сз.

Недостатком известной конструкции всасывающего патрубка циркуляционной вакуум-камеры является, таким образом, невозможность снижения разрушающего действия на футеровку газометаллической смеси в период набора вакуума и заполнения вакуум-камеры металлом.

Целью изобретения является снижение разрушения футеровки газометаллической смесью посредством обеспечения поступления металла в зону транспортирующего газа после достижения разрежения 20-11 мм рт.с

Поставленная цель достигается тем, что ВО всасывающем патрубке циркуляционной вакуум-камеры, содержащем металлический кожух с огнеупорной футеровкой и узел подачи транспортирующего газа, патрубок снабжен плотно примыкающей к его входному торцу.заглушкой, выполненной из материала, способного разрушаться под действием вакуумируемого металла при подходе его с внутренней стороны и защищенной от металла слоем огнеупорного материала, нанесенного на неес наружной стороны.

Заглушка выполнена из материала, являющегося по отношению к вакуумируемому металлу раскислителем или 65 легирующим. Заглушка выполнена из древесины При вакуумировании титансодержа щих сталей,заглушка выполнена из титана или сплава на его основе. На фиг.1 изображен патрубок, один из вариантов} на фиг.2 - ваку ум-камера с всасывающим патрубком в период всасывания металла в каме ру через сливной патрубок и перелива металла с дна камеры во всасы вающий патрубок. Циркуляционная вакуум-камера сод жит всасывающий патрубок 1, заглушку плотно примыкающую к входному торцу патрубка 1, слой 3 огнеупорного ма териала, например обмазку шамотную нанесенную с наружной стороны заглушки сливной патрубок 4, патрубок 5 к вакуум-проводу (вакуум-от;сосу), узел б подачи транспортирую щего газа, слой шлака 7 на поверхности металла 8 в разливочном ковш {не показан). Работа устройства осуществляется следующим образом. На сливной патрубок надевают перед пуском защитный колпак из листо вой стали (не показан} для защиты ,от попадания в патрубок шлака. Поскольку всасывающий патрубок закрыт заглушкой, то на него защитный колпак не надевают (на известные патрубки надевают). Вслед за этим оба патрубка 1 и 4 погружают через слой шлака 7 в металл 8. После прохождения слоя шлака и погружения торцов патрубков в металл колпак , сливного патрубка расплавляется жид ким металлом. В этот момент камера соединяется с вакуум-отсосом, и одновременно включается подача транспортирующего газа. Жидкий металл под действием гидростатического давления {до уровня металла в ковше) и набираемого вакуума в камере начинает подниматься в камеру по сливному патрубку 4. После подъема металла несколько выше дна камеры (см.перемычку между патрубками 1 и 4) металл переливается изнутри камеры во всасывающий патрубок. Заглушка 2 прожигается .если она выполнена из древесины или расплавляется (если она выполне на из металла (сплава). Уровень вакуума (разрежения) к этому времени достигает порядка 20 мм рт.ст. Пусковые насосы (насосы,способные в единицу времени откачивать большие объемы газов, но не способные достигнуть глубокого вакуума) в это время отключаются, а насосы глубокого вакуума продолжают рабо,тать. После разрушения заглушки и открытия торца всасывакзщего патрубка под действием вдуваемого в металл транспортирующего газа и вакуума металл начинает подниматься вверх в камеру, а по сливному патрубку вниз из камеры в ковш. Таким обра- зом, начинается циркуляция металла через вакуум-камеру. В дальнейшем процесс вакуумирования металла идет как и при известных всасывающих патрубках. При известном всасывающем патрубке подача транспортирующего газа включается до погружения патрубков в металл, а вакуум-отсос после погружения. После погружения патрубков в металл защитные колпаки расплавляются, и металл вначале под действием незначительного гидростатического давления, затем под действием вакуума входит в вакуум-камеру одновременно через оба патрубка. Для выявления ПОЛОЖИТЕ;ЛЬИОГО эффекта применения предлагаемого всасывающего патрубка проведены опытно-промышленные испытания его на циркуляционной вакуумной установке. Результаты испытаний приведены в таблице. Ожидаемая экономическая эффективность, от использования, изобретения на одной вакуумной установка /(на 115-тонную -плавку) по сравнению с известным патрубком при односменной работе составит общегодовая 46800 руб., на 1 т вакуумированной стали 1ДЗ руб./т; по сравпеикк с базовым объектом - общегодовая 27200 руб., на 1 т вакуумированной стали. 0,65 руб./т. Эксплуатационные затраты на содержание предлагаемого патрубка незначительн :. и компенсируются тем, что исключается ежеплавочное (разовое) использование колпака из листовой стали (J 1-2 Mj.-, применяемого для защиты от попадания шлака в камеру.

Испытываемый патрубок

Стойкость футеровки ,выраженная количеством вакуумированныхплавок до ремонта

.1. ВСАСЫВАЮЩИЙ ПАТРУБОК ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ВАКУУМ-КАМЕРЫ,, содержащий металлический кожух с огн упорной футеровкой и узел подачи транспортирующего газа, от л.и ч. ающийся тем, что, с целью снижения разрушения футеровки газо металлической смесью посредст1вом обеспечения поступления металла в .зону подачи транспортирующего газа после достижения разрежения 20-11 г-, t. , yi.:V.. 1 мм рт.ст., патрубок снабжен плотно примыкающей к его входному торцу заглушкой, выполненной из матеоиала, способного разрушаться под дей ствием вакуумируемого металла при подходе его с внутренней стороны и защищенной от металла слоем огнеупорного материала, нанесенного на нее с наружной стороны. 2.Всасывающий патрубок по п.1, отличающийся тем, что заглушка выполнена из материала, являющегося по отношению к вакуумируемому металлу раскислителем или легирующим. 3.Всасывающий патрубок по пп. 1 и 2/ отличающийся тем, что заглушка выполнена из древесины. 4.Всасывающий патрубок по пп. 1и2, отличающийся тем, что при вакуумировании титансодерйсащих сталей заглушка выполнена из титана или сплава на его основе.

известный неохлаждаемый

Известный охлаждаемый (базовый объект)

Патрубок неохлаждаемый с заглушкой из древесины (фанеры) толщиной мм, С наружной стороны (снизу) огнеупорная обмазка из корундового порошка на жидком стекле мм

4,9 (среднее)

7,1 (среднее)

36,4 (среднее)