Устройство для вакуумирования жидкого металла Советский патент 1978 года по МПК C21C5/56 C21C7/00 

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к вненечной обработке жидкого металла.

Известно устройство для вакуумирования жидкого металла, выполненное в виде двух сообщающихся сосудов, один из которых соединен с вакуум-камерой, а другой открыт и снабжен сливным отверстием и стонором.

Известно также устройство, в котором промежуточная емкость и дозатор заключены в один корнус, соединенный с вакуум-камерой.

В известных устройствах не достигается хоронний контакт жидкого металла с вакуумной средой и не обеснечивается извлечение вредных нримесей серы и мыщьяка вакуумированнем.

Известно устройство для вакуумирования жидкого металла, содержащее приемный ковш, в днин1,е которого смонтирована фурма с соплами, установленный на крыщке вакуум-камеры, промежуточный ковщ, помещенный в вакуум-камеру, герметичность которой достигается за счет алюминиевых прокладок. Вакуум-камера установлена на тележке, перемещающейся по эстакаде, под которой находится чугуновозный ковщ (типа Клинг) с тележкой.

Известное устройство для вакуумирования не позволяет добиться значительных результатов извлечения вредных примесей серы и

мыщьяка из металла из-за ограниченного времени пребывания чугуна в вакууме (3- 5 мин). Лабораторные исследования показали, что за это время вакуумирования из расплава могут быть извлечены 5-7% серы и 1-3% мышьяка от исходного количества.

Кроме того, не достигается значительное раскрытие струй, а следовательно, и максимальная межфазная поверхность. Наличие промежуточного ковша увеличивает время слива чугуна, что приводит к потере тепла металлом, трудности, возникающие при смене алюминиевых пластин, исключают возможность использования устройства для вакуумирования металла при выпуске из доменной печи.

Целью изобретения является повышение степени очистки жидкого металла от вредных нримесей без нарушения технологического потока на линии домна - сталеплавнльный цех.

Для этого вакуум-камера снабжена внутренней емкостью из футеровочного материала, сужающейся книзу и входящей в горловину чугуновозного ковша, а вакуум-камеры герметично соединен с корпусом приемного KOBUja. Вакуум-камера выполнена иодвил ной в вертикальной плоскости, например, за счет приводных гидродомкратов, а для сокраш,ения времени достижеиия в устройстве рабочего давления в вакуумной системе использ)ется буферная емкость, которая по объему в несколько раз больше объема вакуум-камеры и чугуновозного ковша. При этом для герметизации вакуум-камеры использованы чугунные вставки, расположенные над огнеупорным стаканом приемного ковша.

Конструкция устройства позволяет достигнуть максимального раскрытия струи металла, время вакуумирования увеличивается до 30-35 мин, что достаточно для достил ения поставленной цели.

На фиг. 1 изображено устройство, обш,ий вид; на фиг. 2 - конструкция уплотнения чугунной вставки жидким металлом, разрез.

Вакуум-камера 1 снабжена внутренней емкостью из футерованного материала, сужающейся книзу и входящей в горловину чугуновозного ковша 3 (типа Клинг). В днище приемного КОВЩ9 4 вставлен огнеупорный стакан 5 с отверстиями, а над ним выбрано углубление для чугунной вставки 6. Герметичность вакуум-камеры 1 достигается за счет уплотнения жидким металлом чугунной вставки 6, которая плавится через 1-2 мин и обеспечивает наполнение приемного ковша 4 металлом до начального уровня, а также уплотнением во фланцах 7 вакуум-камеры и 8 чугуновозного ковша 3. Вакуумная система присоединяется к вакуум-камере 1 через буферную емкость (на чертеже не показана), в 3- 5 раз превышающую объем вакуум-камеры 1 и чугуновозного ковша 3.

Вставка 6, помещенная над огнеупорным стаканом 5 приемного ковша 4, уплотняется жидким металлом, и в начальный момент работы устройства обеспечивает герметизацию вакуум-камеры 1 (разность плотностей жидкого чугуна и твердого не позволяет вставке 6 всплывать, а незначительный зазор не дает возможность ей перемещаться). После ее плавления и до конца выпуска жидкий металл служит затвором, герметизирующим вакуум-камеру 1.

Во время работы вакуум-камера автоматически при помощи гидродомкратов 9 занимает два положения: подготовительное и рабочее.

В подготовительном положении опускается вставка 6 и подводится чугуновозный ковш 3. Пароэжекторный насос работает на буферную емкость, создавая предельное разрежение в буферной емкости, вакуумный затвор закрыт.

В рабочее положение вакуум-камера 1 переходит автоматически, происходит соединение ее с чугуновозным ковшом 3, при этом

перед уплотнением производится пневмосдув пыли с наклонного опорного фланца 7 системой Ю. Герметизация достигается за счет уплотнения жаропрочной резины под действием силы тяжести вакуум-камеры 1. Сила уплотнения регулируется гидродомкратами 9. Чугун из доменной печи направляется по желобу И в приемный ковш 4, заполняет его до начального уровня. Автоматически открывается вакуумный затвор, соединяющий буферную емкость с камерой 1. Происходит выравнивание давления. К моменту расплавления вставки 6 в системе устанавливается рабочее давление 1 мм рт. ст., и струя, раскрываясь, подает вниз чугун, энергично распыляется в вакуум-камере. При этом достигается хорощий контакт металла с вакуумной средой. Вакуумирование продолжается все время выпуска металла, что позволяет получить малосернистый чугун с пониженным содержанием мышьяка с небольшими потерями тепла и не нарушая технологического потока на линии домна - сталеплавильный цех.

По окончании выпуска вакуумный затвор автоматически закрывается и вакуум-камера 1 занимает подготовительное положение.

Использование предлагаемого устройства позволяет увеличить производительность доменной печи и сократить расход кокса за счет выплавки чугуна с пониженным содержанием серы. Конечное содержание мышьяка в металле снижается на 40-50% и серы на 70- 80% от исходного содержания.

Формула изобретения

1.Устройство для вакуумирования жидкого металла, включающее приемный ковш с огнеупорным стаканом и с фурмой, установленный на крышке вакуум-камеры, и чугуновозный ковш, отличающееся тем, что, с целью повышения степени очистки жидкого металла от вредных примесей, вакуум-камера снабжена внутренней емкостью из футеровочного материала, сужающейся книзу н входящей в горловину чугуновозного ковша, а кожух вакуум-камеры герметично соединен с корпусом приемного ковша.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вакуум-камера выполнена подвижной в вертикальной плоскости.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для герметизации вакуум-камеры использованы чугунные вставки, расположенные над огнеупорным стаканом приемного ковша.