Шиберный ковшовый затвор Советский патент 1989 года по МПК B22D41/08 

(Л

с:

ел ю

4

СО

05

сд

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для разливки и обработки стали в ковше.

Цель изобретения - повышение эффек тивности продувки.

На чертеже изображен общий вид ши берного ковшового затвора.

Затвор содержит ковшовый стакан 1, неподвижную и подвижную огнеупорные плиты 2 и 3 с разливочными отверстиями, стакан- коллектор 4, инжекционную трубку 5 для продувки металла газами, расположенную в разливочных отверстиях огнеупорных плит 2 и 3 KOBnjoBoro стакана 1 и стакана-коллектора 4 и огнеупорную засыпкку 6 ковшового стакана 1. Инжекционная трубка 5 выполнена с выходным участком 7, имеюшим наклон в сторону оси ковша. Угол а между осью выходного участка 7 трубки 5 и вертикалью составляет 15-40°, а длина выходного участка 1 составляет 8-14 внутренних диаметров инжекционной трубки 5. Огнеупорная засыпка 6 ковшевого стакана I представляет собой огнеупорный порошок фракцией 3-6 мм в количестве 40-70%, остальное - мелкая фракция до 3 мм. В качестве огнеупорного порошка используют магнезитовый.

Устройство работает следующим образом.

Газ через инжекционную трубку 5 из ее выходного участка 7 поступает в объем ковша и вызывает перемешивание жидкой стали. Струя газа, направленная в сторону оси ковша, вовлекает в, конвективные потоки жидкости большие массы объема металла.

Свободная струя газа вблизи оси ковша дробится на пузыри, которые плавают на поверхность металла. По окончании продувки металла подачу газа прекраш.ают, перекрывают шиберный затвор и подают ковш для разливки стали.

Выполнение инжекционной трубки 5 с выходным наклонным участком 7, имеюшим наклон в сторону оси ковша, позволяет сместить зону барботажа от стенки ковша к его оси, что увеличивает эффективность перемешивающего воздействия газа, по сравнению с вертикальным расположением трубки.

Для оценки эффективности по интенсивности перемешивания жидкой стали было проведено промышленное испытание в 100- тонном KOBUje.

В качестве критерия эффективности пе- ремепшвания используют показатель - конечное содержание серы в готовом металле S после продувки аргоном в ковше. Полнота процесса десульфурации металла в ковше шлаковыми смесями и продувкой аргоном (при прочих равных условиях - температуры, состава и количества смеси, расхода аргона и др.) зависит только от эффективности массообменных процессов - эффективности перемешивания. Чем выше эффективность перемешивания, тем ниже

S). Для подшипниковой стали удовлетворительное содержание серы в готовом металле считается менее 0,012%, и чем меньше, тем качество стали лучше.

Промышленные исследования проводят

при постоянном расходе аргона на 60 . Результаты представлены в таблице.

Исследования показали, что выполнение

Q выходного участка инжекционной трубки с наклоном в сторону оси ковша позволяет значительно повысить эффективность продувки по сравнению с вертикальным расположением трубки в известном затворе. Однако, если угол наклона а менее 15°

5 (опыт 2) эффективность продувки уменьшается.

Объясняется это тем, что при малых углах наклона трубки к оси ковша (менее 15°) массоперенос во всем объе.ме ковша затруднен из-за незначительного смещения зоны

барботажа от стенки ковша к его оси. При выполнении угла а более 40° эффективность продувки также уменьшается. Объясняется это тем, что при углах а более 40° свободная струя, истекающая в металл (до

5 начала дробления на пузырьки) стаиовится более горизонтальной и зона начала ее дробления смешается вниз. Поэтому .менее эффективный (для диссипации энергии газа) пузырьковый режим (по сравнению со струйным) получает большее развитие по высоте

0 ковша, что ухудшает использование энергии струи, и, следовательно, ухудшает перемешивание жидкого металла.

Большое влияние на эффективность перемешивания, а, следовательно, на эффектив ность продувки оказывает отношение длины

5 наклонного участка I к внутренне.му диаметру трубки d.

При 1/d мс пее 8 (опыт 7), у1 еличивается конечное содержание серы в готовом металд ле, что свидетельствует о недостаточной эффективности продувки При l/d менее 8 ис- текаю цая из выходного участка трубки струя плохо сформирована (параметры испытаний струи - скорость, плотность и т. д. сильно изменяются по ее сечению) что при5 водит к более раннему началу ее дробления па пузырьки и развитию преимуше- ственно пузырькового режима.

Выполнение наклонного выходного участка при l/d 6o.iee 14 нерационально, так как не приводит к дальнейше.му увеличению

0 эффективности продувки. Кроме того, при l/d более 14 наблюдается даже некоторое ухудшение эффективности продувки, что связано с тем, что при такой длине приходится конструктивно уменьшать угол наклона а (опыт Ю).

Использование предлагаемого устройства позволяет получить более низкое содержание серы в готовом .металле (0,006% против 0,009%), более низкую загрязненность

металла глобулярными неметаллическими включениями, что приводит к значительному сокращению брака готового продукта.

Формула изобретения

Шиберный ковшовый затвор, включающий ковшовый стакан, неподвижную и подвижную огнеупорные плиты с разливочными отверстиями, стакаи-коллектор, инжекцион- ную трубку для продувкн металла газами.

расположенную в разливочиых отверстиях огнеупорных плит, ковшового стакана, стакана-коллектора и огнеупорную засыпку ковшового стакана, отличающийся тем, что, с целью повышення эффективности продувки, верхний конец инжекционной трубки выполнен наклонным, при этом длнна наклонного участка равна 8-14 внутренним диаметром инжекционной трубкн, а угол наклона между осью выходного участка и вертикалью равен 15-40°.

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для разливки и обработки стали в ковше. Цель изобретения - повышение эффективности продувки. Затвор содержит ковшовый стакан 1, неподвижную 2 и подвижную 3 секционные плиты, стакан-коллектор 4, инжекционную трубку 5 с выходным наклонным участком 7. Угол наклона выходного участка 7 между осью выходного участка и вертикалью равен 15-40°, а его длина равна 8-14 внутренним диаметрам трубки 5. Выполнение трубки 5 с выходным наклонным участком 7 позволяет сместить зону барботажа от стенки ковша к его оси, что увеличивает эффективность перемешивающего воздействия газа, что позволяет получить более низкое содержание серы в готовом металле и, в результате, сократить количество брака. 1 ил., 1 табл.