Устройство для обработки расплава реагентами Советский патент 1980 года по МПК C21C1/00 

1

Изобретение относится к технике обработки расплава (чугуна, стали, шлака) в ковше и может быть использовано в металлургической промышленности.

В настояш,ее время на металлургических предприятиях улучшение технических свойств металла осушествляется путем обработки расплава чугуна высокоэффективным десульфуратором - металлическим магнием. Конструктивное оформление оборудования для десульфурации чугуна оказывает большое влияние на эффективность использования дорогостоящего магния. В первую очередь это относится к конструкции устройств для ввода магния в расплав: фурм, испарителей и т. д. По данным ряда исследований в отечественной практике при наиболее часто встречающейся концентрации серы в чугуне (0,02-0,08%) максимально возможная степень усвоения магния 30-70% объясняется недостаточным перемещиванием расплава чугуна с вводимым реагентом - магнием.

Известно устройство для обработки расплава реагентами, содержащее колокол-испаритель, соединенный с нолой штангой, механизм подвески слитков реагента и газовый затвор 1.

Известна также установка для обработки расплава магнием, включающая каретку.

несущую испаритель, крышку для накрывання ковща и привод перемещения испарителя 2J.

Такое выполнение известных устройств 5 не обеспечивает высокой степени усвоения вводимых в расплав реагентов, а также не устраняет выбросы из ковша расплава в процессе его обработки. Кроме того, при обработке металлургических расплавов известными устройствами не достигается механическое перемещивание вводихмых реагентов с массами расплава, примыкающего к периферийным участкам ковша, особенно к его стенкам и днищу. Перечисленные неJ5 достатки обусловлены следующими факторами. При работе известных устройств процесс осуществляется путем ввода определенного количества реагентов в расплав на некоторой глубнне ковща. Смешивание реа2Q гентов с расплавом происходит в реакционной зоне. Пепрерывная подача реагента, например порошковой добавки, в реакционную зону приводит к местному пересыщению ее добавкой и последняя или спекает22 ся, агломерируется в куски, или неусвоенной выносится всплывающими пузырями на . поверхность. В другом случае местное пересыщение расплава вводимой добавкой приводит к затзханию процесса и закупорке

30 фурмы или, наоборот, как, напрнмер, при

десульфурацпи чугуна магнием, к бурному протеканию процесса в реакционной зоне и выбросам расплава из ковша. Причем при обработке расплава известными устройствами процесс идет локально, обычно в месте заглубления фурмы - погружения и не раснространяется на весь объем расплава в ковше. Эти недостатки во все большей стенени нроявляются с увеличением емкости ковша и веса расилава и особенно резко выражены при обработке чугуна в ковшах миксерио1о типа сигарообразной формы.

Пзвестно также устройство для обработки шлакового расплава в ковше, содержащее вертикальную трубчатую фурму и механизм возвратно-иостунательного движения ее по вертикали. Трубчатая фурма выполнена загнутой на выходном конце ее и установлена с возможностью вращения вокруг своей оси и жестко прикреплена к вертикальной трубчатой штанге, соедииенной с соосно установленным с ней полым приводным валом 3.

При работе этого устройства за счет вращения вертикальной трубчатой фурмы устраняется местное пересыщение расплава вводимым реагентом. Вместе с тем даже небольшой угол наклона выходного конца трубчатой фурмы приводит к значительным потерям напора газопорошковой струи и уменьшению глубины ее проникновения в расплав. Кроме того, с применением этого устройства не достигается надлежащего неремсшивания с вводнмой добавкой масс расплава периферийных участков ковша.

Целью изобретения является улучшение перемешивания расплава с вводимыми реагентами, новышеиие степени их усвоения и ликвидации выбросов расплава в процессе его обработки.

Поставленная цель достигается тем, что фурма снабжена жестко прикрепленными к ее корпусу лопастями, установленными по высоте в два яруса, причем лопасти первого яруса расположены пад соплом, а лопасти второго яруса - на выходе сопла фурмы. Кроме того, лопасти первого яруса выполнены профильными и устаиовлены радиально под углом, а лопасти второго яруса выполнены со скосами и установлены радиально.

На фиг. 1 показано устройство для обработки расплава реагентами; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство включает фурму 1, нолую штангу 2, привод ее вращения 3 и механизм 4, обеспечивающий возвратно-поступательное движение устройства по вертикали.

Фурма состоит из центральной трубы 5, на которую надеты огнеупорные катушки 6. На выходе фурма заканчивается соплом 7. Огнеупорные катушки 6 заключены во

4

внешнюю трубу 8, на которую навариваются прутки с кольцами 9 из периодического профиля. К внешней трубе 8 в верхней ее части жестко крепятся лопасти первого яруса 10, а у ее нижней части, у выходного отверстия сопла, крепятся лопасти второго яруса 11.

Фурма и лопасти обмазываются огнеупорной массой 12, Фурма 1 соединяется с

полой штангой 2 фланцем 13. Штанга 2 крепится к каретке 14, перемещаемой в направляющих 15. Подвод вводимого реагента к фурме может осуществляться как в среде воздуха через гибкий шланг 16, так

и путем предварительной загрузки.

Лопасти первого яруса крепятся к корпусу фурмы под углом а к горизонтали. В зависимости от вязкости и плотности расплава и с учетом его сопротивления угол а

устанавливается от 15 до 30°.

Увеличение угла а (более 30°) относительно горизонтальной оси, под которым расположены плоскости «топастей 10, сопроволедается резким повышением сопротивления масс расплава при его перемешивании и вызывает увеличение мощности двигателя для вращения фурмы.

Минимальный угол разворота плоскостей лопастей 10 относительно горизонтальной

оси, равный 15°, определен с учетом силы

нагнетания, перемещения масс расплава с

верхней части ковша к его днищу, месту

ввода реагентов.

Расположение лопастей 11 у выходного

отверстия сопла фурмы со скосами в сторону выдачи реагента обусловлено сопротивлением расплава и необходимостью создания реакционной зоны в виде втягивающей воронки и отвода обработанных масс расплава к периферийным участкам ковша.

Устройство работает следующим образом.

Фурму 1 опускают в ковщ с расплавом на определенную глубину и включают привод

ее вращения 3. Через полую штангу 2 и центральную трубу 5 фурмы, например, в струе воздуха подается заданный реагент. При вращении фурмы лопасти 10 нагнетают, перемещают массы расплава с верхней

части ковща к его дннщу, месту ввода реагента. Лопастями 11 при вращении фурмы создается реакционная зона в виде втягивающей воронки и осуществляется отвод обработанных масс расплава к периферийным участкам ковша. Скорость и направление вращения фурмы регулируется в соответствии с заданным режимом и технологией обработки расплава реагентами. После ввода реагента в расплав отключается привод вращения фурмы и последняя выводится из ковша.

Снабжение лопастями фурмы позволяет при ее вращении осуществлять перемещение необработанных масс расплава с верхней части ковша к его днищу и отвод с ре