Устройство для непрерывной обработки металла Советский патент 1992 года по МПК C21C1/10 

ного и выходного вертикального каналов 1:(1-1,2):1, а огнеупорная стенка входного вертикального канала установлена с наклоном 2-30° от вертикальной плоскости в направлении движения металла. Использование в устройстве дополнительных горизонтального и вертикального каналов и выбор угла наклона в вертикальном канале позволяют повысить степень десульфура- ции на 20-34%. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при модифицировании чугуна. Цель изобретения - повышение степени десульфурации расплава. Устройство для непрерывной обработки металла содержит желоб, бункер с вибратором для подачи реагентов на струю металла, смеситель, приемную емкость для жидкого обработанного металла. При этом смеситель снабжен дополнительным горизонтальным и вертикальным выходными каналами при соотношении площадей сечения входного вертикального, горизонталь

Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано для непрерывной обработки жидкого металла добавками (ферросплавами, лигатурами), шлакообразующей смесью или жидким синтетическим шлаком, модифицирования и легирования.

Известно устройство Вихревой смеситель для непрерывной обработки жидкого металла добавками, содержащее дозатор для добавок, коническую емкость - вагранку с тангенциально подведенным к ней желобом и соединенную с ней огнеупорную трубку, которая выполнена под углом 40-90° к оси воронки и с отношением квадратов площадей входного и выходного отверстий тру- бы равным отношению суммы высот воронки и трубы к высоте воронки. При этом входное отверстие последующего элемента сливной трубы или ее части выполнено с диаметром, большим выходного предыдущего отверстия в 1,1-2 раза.

Жидкий металл, поступая по желобу в воронку, перемешивается с добавками, которые присаживаются в струю металла, поступающего в воронку. В результате перемешивания реагента с жидким металлом увеличивается эффективность непрерывной обработки последнего.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для получения чугуна с шаровидным графитом, содержащее желоб, бункер, дозатор и узел для создания турбулентного потока жидкого металла. При этом узел для создания турбулентного потока выполнен в виде конфузо- ра при соотношении площадей сечений входного и выходного отверстий, равном 2- 4, и установлен в нем соосно.

Устройство работает следующим образом.

На струю металла, движущегося по желобу из бункера через дозатор, присаживаются частички модификатора. При поступлении жидкого металла в конфузор происходит интенсивное перемешивание металла и модификатора и за счет этого достигается лучшее усвоение жидким металлом дробленного модификатора, а следовательно, повышается эффект модифицирования.

Недостатком этого устройства является низкая степень усвоения модификатора,

присаживаемая на струю металла из уменьшенной в два раза площади выходного сечения конфузора по сравнению с входным, что объясняется следующим. Такое уменьшение площади сечения на выходе из кон0 фузора соответственно приводит к сужению струи металла в 2 раза на выходе из конфузора, вследствие чего более легкие по срав- нению с жидким чугуном частицы модификатора (шлакообразующей смеси), а

5 также продукты реакции модификатора с жидким чугуном будет оставаться на поверхности струи металла, ошлаковывать- ся и загрязнять желоб. Кроме этого, данное устройство не обеспечивает турбулизацию

0 потока жидкого металла, так как соотношение входного и выходного сечения конфузора 2-4 не является условием для создания турбулизации потока жидкого металла, а лишь изменением скорости последнего при

5 прохождении жидкого металла через конфузор.

Для создания турбулизации потока необходимы или внешнее воздействие на жидкий металл (например, продувка струи

0 металла инертным газом), или изменение направления движения струи и ее формы. Таким образом, недостатком данного устройства является низкая эффективность обработки жидкого металла.

5 Целью изобретения является повышение степени десульфурации расплава.

Цель достигается тем, что в устройстве для непрерывной обработки металла, преимущественно чугуна, содержащем желоб,

0 бункер с вибратором для подачи реагентов на струю металла, смесителя, приемной емкости для жидкого обработанного металла, смеситель, снабжено дополнительным горизонтальным и вертикальным выходными каналами при соотношении площадей сечений входного вертикального канала горизонтального и выходного вертикального каналов, равном 1:(1-1,2):1, а огнеупорная стенка входного вертикального канала уста5 новлена с наклоном 2-30° от вертикальной

плоскости в направлении движения металг ла.

При движении струи металла совместно с реагентом через смеситель происходит изменение направления движения ее в вертикальной плоскости и, интенсивное перемешивание жидкого металла и реагента, что приводит к резкому повышению эффективности обработки, а следовательно, повышению степени десульфурации об- рабатываемрго металла за счет увеличения поверхности (площади) контакта между жидким металлом и реагентом.

Наклон огнеупорной стенки вертикального канала на угол 2-30° позволяет осуще- ствлять более интенсивное перемешивание жидкого металла и реагента непосредственно во входном канале за счет изменения направления струи металла.

При уменьшении угла наклона менее 2° заметно снижается интенсивность перемешивания жидкого металла и реагента, а следовательно, степень десульфурации металла, а при увеличении угла наклона стенки более 30° не наблюдается дальнейшего по- вышения интенсивности перемешивания жидкого металла и реагента, а следовательно, степени десульфурации металла. Кроме этого, при угле наклона более 30° имеет место разбрызгивание металла, что отрица- тельно сказывается на безопасности обслуживания установки.

Для успешной десульфурации металла должны выполняться необходимые условия по соотношению площади сечений входно- го, горизонтального и выходного вертикального каналов смесителя. При площади сечения входного канала больше площади сечения горизонтального и выходного вертикального каналов смесителя реагент, присаживаемый на струю металла, движущегося по желобу, будет накапливаться во входном канале, что приведет к загрязнению входного канала продуктами реакции реагента и жидкого металла (ошлаковыва- нию) и, как следствие этого, выход из эксплуатации смесителя. Уменьшение сечения выходного канала по сравнению с горизонтальным и входным приведет к аналогичным последствиям.

Увеличение площади сечения горизонтального канала по отношению к вертикальным каналам возможно, но не более 20%

(для небольшого накопления металла, ввиду неравномерности поступления его из плавильного агрегата), так как при дальнейшем увеличении сечения горизонтального канала приводит к увеличению трудоемкости изготовления и габаритов смесителя.

Устройство 1 включает желоб 2, смеситель 3, бункер 4, вибратор 5, приемную емкость для жидкого металла 6, входной вертикальный канал смесителя 7, выходной вертикальный канал 8, горизонтальный канал 9, огнеупорную стенку 10.

Устройство работает следующим образом.

На струю металла, поступающего из плавильного агрегата (вагранки) и движущегося по желобу 2 посредством бункера 4 и вибратора 5, присаживается реагент (шла- кообразующая смесь, кусочки определенной фракции лигатуры и др.). Струя металла совместно с реагентом попадает на огнеупорную стенку 10, имеющую наклон 2-30° от вертикальной плоскости и являющуюся составной частью входного вертикального канала 7. Далее жидкий металл и реагент через входной вертикальный канал 7 поступают в горизонтальный канал 9 и через вертикальный выходной канал 8 и поступают в приемную емкость 6.

Площадь сечения входного вертикального канала подбирается экспериментально в зависимости от производительности плавильного агрегата, массового расхода металла в секунду, площади сечения выпускного отверстия плавильного агрегата.

Формула из об р е т е н и я

Устройство для непрерывной обработки металла, преимущественно чугуна, содержащее желоб, бункер с вибратором для подачи реагентов на струю металла, смеситель, приемную емкость для жидкого обработанного металла, о тличающееся тем, что, с целью повышения степени десульфурации расплава, смеситель снабжен дополнительным горизонтальным и вертикальным выходными каналами при соотношении площадей сечения входного вертикального, горизонтального и выходного вертикального каналов, равном 1:(1-1,2):1, а огнеупорная стенка входного вертикального канала установлена с наклоном 2-30° от вертикальной плоскости в направлении движения металла.