УСТРОЙСТВО для РАФИНИРОВАНИЯ ЧУГУНА Советский патент 1973 года по МПК C21C1/00 

1

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при переработке природнолегированных, например ванадия, и хромсодержащих чугунов на полупродукт и шлак. Изобретение может быть реализовано в многостадийных непрерывных процессах при переделе чугуна .на сталь.

Известно устройство для рафинирования чугуна, включающее промежуточный ковш, из которого через дозирующее отверстие чугун направляется в .реакционную камеру. Наверху реакционной камеры имеются коллекторы для подачи флюсов и кислорода. Струя чугуна, окруженная потоками флюса, разбивается в реакционной камере на мелкие капли струями кислорода, подаваемого из коллектора через направленные под углом сопла. Диспергированные капли чугуна рафинируются газомокислителем. Готовый металл скапливается на дне реакционной камеры и периодически из нее удаляется.

Для такого устройства характерен больщой угар железа, обусловленный тем, что кислородные .струи из сопл коллектора направлены под углом друг -к другу и к -струе расплава. Из-за небольщих размеров области соударения затруднен теплообмен, и температура в реакцион.пой зоне достигает 2000-2500°С, что приводит к испарению железа, образованию больщого количества дыма и пыли, снижает

выход годного и требует сооружения дорогостоящих газоочистительных комплексов.

Кроме того, -из-за развития вихревых и турбулентных явлений при дроблении образуются капли, неоднородные по крупности, что приводит к недостаточной степени рафинирования чугуна. Не удается полностью удалить вредные примеси расплава Si, Мп, Р и другие, а в случае передела природнолегированных чугунов остаточный полупродукт содержит больщое количество ценного элемента, .например ванадия, который при последующей переработке металла безвозвратно теряется.

С целью уменьщепия угара железа и интенсификации струйного процесса предлагаемое устройство снабжено насадкой сферической формы для преобразования струи чугуна в процессе разливки в полый пленочный конус, на который с внещней и внутренней стороны

воздействует рассредоточенный газовый лоток, выходящий через кольцевые конические фурмы.

На чертеже представлено такое устройство для рафинирования чугуна.

Устройство состоит из промежуточного ковща /, дозирующих коллекторов 5 для подачи сыпучих мелкоизмельченных материалов (окалины, извести и т. д.), реакционной камеры , щелевидных кольцевых конических фурм 4 w 5

для подачи газа на внещнюю и внутреннюю

поверхности пленочного конуса и насадки 6 сферической формы. На ДЕище реакционной камеры имеется конусообразный выступ для монтажа насадки и фурмы внутренней подачи газа. Фурмы и насадка выполнены с охлаждением.

Струя чугуна из промежуточного ковша попадает на сферическую поверхность .насадки, растекается по ней и при свободном падении образует полый пленочный конус. На внутреннюю и внешнюю поверхности конуса через кольцевые конические щелевидные фурмы подается окислительный газ (кислород, воздух, пароводяная смесь). При .необходимости из дозирующих коллекторов в место падения струи чугуна на насадку вводят рафинврующие смеси.

Изменяя радиус И плошадь сферической поверхности насадки, а также количество движения И кинетическую энергию струи чугуна путем изменения диаметра выходного отверстия и расстояния от дромежуточного ковша до насадки ИЛИ уровня чугуна в промежуточном ковше, можно регулировать диаметр пленочного конуса нли его конфигурацию, а следовательно, изменять толщину пленки.

В описываемом устройстве можно получить полый пленочный конус с весьма большой поверхностью (в 5-10 |раз и более превышающую поверхность .насадки) и по всей его периферии воздействовать газом-реагентом. В результате исчезают локальные зоны перегрева, создаются более благоприятные условия для тепло- и массообмена газа с металлом. Это позволяет уменьшить угар железа, интенсифицировать струйный .процесс. Опыты на модели, при диаметре струи жидкости 10 мм и диаметре насадки 20-25 мм, при соответствующем радиусе сферы н расстоянии до промежуточного ковша, показали, что можно создать пленочный конус диаметром 400-500 мм, при этом достигается рассредотачеиие зон(ы воздействия газа-реагент1а на

пленочный конус в 40-50 раз большее, чем лри обычном струйном процессе.

Для реализации процесса возможна подача газа-реагента под меньшим давлением, чем в установках струйного рафинирования, поскольку при определенных условиях пленочный конус может самопроизвольно распадаться на капли, при этом отпадает необходимость испольаова.ння газа-реагента как энергоносителя для дробления струн, а газ используется

только для окисления примесей.

Предмет изобретения

Устройство для рафинирования чугуна, включающее промежуточный ковщ, реакционную камеру, дозирующие коллекторы для подачи измельченных материалов, отличающееся тем, что, с целью уменьшения угара ж елеза и интенсификации струйного процесса, устройство снабжено насадкой сферической формы

для преобразования струи чугуна в полый пленочный конус и щелевидными кольцевыми коническими фурмами для подачи газа-реагента на внутреннюю и внешнюю поверхности этого конуса.