Устройство для дегазации металла Советский патент 1980 года по МПК C21C7/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ МЕТАЛЛА

Изобретение предназначено для i дегазации металла и может быть применено при очистке металла от газов в металлургии черных металлов, напри мер при производстве высококачествен ных сталей. Известно устройство для рафинирования металлов вакуумной дистилляцией Сущность его заключается в том, что конденсатор выполнен в виде усеченного конуса с углом при вершине 20°-60, установлен большим основанием вверх и снабжен крышкой с отверстием, соосно которому сверху крышки закреплена цилиндрическая ша та, а снизу - цилиндрический экран. Недостаток этой системы в том, что требуется много электроэнергии, идущей на расплавление слитка и на поддержание высокого вакуума в ваку камере. Очистка металла путем его испарения и последующей конденс ции (Мало эффективна ввиду потери части металла с остатками капель, обогащенных примесями. Известно также устройство для рафинирования алюминиемых сплавов, содержащее тигель с жидким сплавом, электроды в виде пористых блоков, вакуумную систему, источник постоян ного тока. В этом устройстве с целью повышения степени рафинирования электроды выполнены в виде пористых блоков и соединены с вакуумной системой 2 . Недостаток данного устройства заключается в невозможности одинакового по высоте тигля удаления газа из сплава, так как из-за увеличения длины электрода, а следовательно, и его сопротивления с глубиной, токи, проходящие по сплаву между электродами, будут различными, причём максимальный ток будет протекать у поверхности и минимальный - в глубине. Поэтому степень удаления газа у поверхности выше, чем в глубине. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для дегазации и рафинирования цветных металлов 3. Устройство состоит из герметичной емкости с крьликой, соединенной с вакуум-проводом и трубопроводом подвода газа, причем крышка выполнена в виде цилиндрической емкости с отверстиями в дне. К недостаткам известного устройства относятся периодичность процес.са, т.е. сначала металл подвергается обработке газом в емкости, а потом происходит вакуумирование струй металла, т.е. непрерывность процесса дегазации и рафинирования металла отсутствует; большое количество мел ких отверстий в крышке цилиндрическ емкости. Часть этих отверстий ввиду их,малого диаметра может покрыться слоем затвердевшего металла. Чтобы этого не случилось необходимо перегревать металл, что в ряде случаев нецелесообразно из-за быстрого мест ного охлаждения металла газом, всле ствие чего уменьиштся производитель ность устройства о Кроме того, не предусматривается: периодическое возвращение газа посл обработки металла для его последующей обработки и нет замкнутого газо вого цилка; необходимы определенные затраты электроэнергии для обработки металла газом и создания последу ющего разрежения 1-5 мм рт„ст. Целью изобретения является повышение эффективности процесса дегаза ции металла. Дня этого устройство для дегазации .металла состоит из ввода жидкого металла и герметичной емкости, выполненной в виде комбинированной трубы, состоящей из ряда последовательно расположенных ступеней и при емника дегазированного металла, рас положенного под последней ступенью,, Каждая ступень выполнена из зауженн го и расширенного патрубков, соединенных последовательно. Зауженны-й и расширенный патрубки каждой ступени соединены между собой вакуумом-проводом, в который встроен фильтр. На чертеже изображено устройство для дегазации металла, представляющее собой ввод 1 жидкого металла и герметичную емкость. Герметичная емкость состоит из ступеней I, II,,., каждая из которых выполнена из одийаковых детсшейг зауженного патрубка 2, расширенного патрубка 3, вакуум-провода 4, соединяющего патруб ки 2 и 3, фильтра 5, встроенного в вакуум-провод 4, подвода б газа через вентиль и последняя ступень п заканчивается приемником 7 дегазиро ванного металла. Устройство работает следующим образом. Жидкий металл поступает в ввод 1 проходит струей через зауженный патрубок 2 и расширенный патрубок 3. Вследствие гидродинамического закона Еернулли для жидкостного потока происходит отсасывание газов иа металла в расширенном патрубке 3 за счет создаваемого разряжения в зауженном патрубке 2, соединенных между собой вакуум-проводом 4, так как давление потока на стенку в расширенном патрубке 3 больше, чем авление на стенку в Зггуженном патрубке 2, Отсасываемые из металла газы через вакуум-провод 4 проходят через фильтр 5, который избирательно поглощает их. Через подвод 6 инертный газ в начале процесса дегазации вводится в вакуум-провод 4 для обработки металла. Порции металла проходя по зауженному патрубку 2, насыщаются инертным газом. Пузырм инертного газа обогащаются растворенными в металле газагчда. Далее, порции металла попадают в расширенный патрубок 3 и из них выделяется инертный газ, обогащенный растворенными Б металле газами, затем порции металла попадают в расширенный патрубок 3 и из них выделяется ине тный газ, обогащенный растворенными в металле газами,, Вследствие разности давления между расширенным патрубком 3 и зауженным патрубком 2 инертный газ, обогащенный растворенными в металле газами, поступает в вакуумпровод 4 и просасывается через фильтр 5, который поглощает растворенные в металле газы и не поглощает инертный газ, Этот инертный газ через вакуум-провод 4 насыщает новые порции металла, проходящие по зауженному патрубку 2, Так обеспечивается замкнутая ци.кличность движения инертного газа в каждой дегазирующей ступени. Одной, первоначально вве,13.енной, порцией инертного газа обрабатывается неограниченное количество порций жидкого металла. В связи с тем, что в дегазирующей ступени I не достигается полная дегазация металла из-за недостаточно большой разности давлений на стенку между расширенным патрубком 3 и зауженным патрубком 2 и из-за разных условий удаления газов по сечению ,диаметра струи, для повнЕиения эффективности процесса дегазации подбирае::ся п-ое количество ступеней,, После прохождения металла через последнюю дегазирующую ступень он собирается в приемнике 7. В устройстве дегазация металла происходит исключительно за счет изменения энергии подающей струи металла и не требуется дополнительных затрат энергии. Замкнутая цикличность движения инертного газа в каждой дегазирующей ступени обеспечивает эконо1-лию этого газа и тем самым экономичность всего процесса. В результате годовой технико-экономический эффект составит 2500030000 руб. Формула изобретения Устройство для дегазации металла, содержащее герметичную емкость с вакуум-проводом и трубопроводом для .подвода газа, отличающеес я тем, что, с целью повыигегния

Эффективности процесса дегазации металла, герметичная емкость выполнена в виде ряда последовательно расположенных ступеней с зауженными и расширенными патрубками и приемника дегазированного металла, расположенного под последней ступенью, причем каждый зауженный и расширенный патруки соединены между собой вакуумпроводом с встроенным в него фильтром.

Ис.точники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельствр СССР 474568, кл. С 21 С 7/10, 1975 (прототип).