Реактор непрерывного рафинирования металла Советский патент 1980 года по МПК C21C5/56 

(54) ;РЕАКТОР НЕПРЁРЬШНОГО РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к непрерывному рафинированию металла и является усовершенствованием известного реактора непрерывного рафинирования метсшла по авт. св. 492554. В основном изобретении реактор не прерывного рафинирования металла содержит камеру эжекции, водоохлаждае мую камеру стабилизации, камеру разделения и дожигания газов, водорхлаж даемый напорный металлопровод с соп:лом на конце, реактор смонтирован на подвижной платформе с движителем р.. Недостатком такого реактора являет ся ненадежность работы внутренней поверхности соплаj быстрый износ которой приводит к нарушению качественного состава металла, так как обеспечить металлический гарнисаж на внутренней поверхности сопла тяжело, пото му что металл имеет очень низкую температуру плавления по сравгнению со шлаком/ охлаждение его до этой темпе ратуры приведет к увеличению толщины олакового гарнисажа на внешней поверх ности сопла, что повлияет на эжекцио ную способность шлака. Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности реактора и качества металла. Указанная цель достигается тем , что в известном реакторе в сопле металлопровода выполнены каналы для подсоса шлака, расположенные под углсал 15-45 к оси сопла. Реактор, который .изображен на чертеже, состоит из камеры 1 эжекции, камеры 2 стабилизации, камеры 3 разделения, камеры 4 газоотделения с горелкой 5, напорного металлопровода 6, сопла 7 с наклонными каналами 8, подвижной платформы 9, направляющих 10, движителя 11, системы охлаждения 12, трубопроводов 13 подачи .шлакооб-. разующих и 14 отвода газообразных продуктов, циркуляционных каналов15, патрубков 16 для удаления металла и 17отработанного шлака, трубопроводов 18подачи и 19 отвода хладагента. Внутренняя часть реактора состоит из камеры эжекции, в которой распсшагаются напорный металлопровод 6, сопло 7 с наклонными каналами 8, трубопровод 13 подачи шлакообразующих, камера стабилизации 2 располагается между камерой 1 эжекции и камерой 4 газоотделения с горелкой 5, камера зжекции сообщается с камерой 3 разделения циркуляционными каналами 15, в камере разделения располагается трубопро вод отвода газообразных продуктов, патрубки 16 для удаления металла и 17 отработанного шлака. Металлопровод и футерованная часть реактора располагаются на платформе 9, котора 1еремещается по направляющим 10 движителем 11, который установлен на платформе, там же установлена система охлаждения 12, посредством которой по трубопроводу 18 подачи и 19 отвода хладагента охлаждаются сопло и камера стабилизации. Реактор работае.т следующим образом. Струи жидкого металла подаются из сопла 7 в камеру 1 эжекции, где осуществляется зжектирование шлака. Образовавшаяся смесь поступает в камеру. 2 стабилизации, в которой, интенси мое перемешивание и диcпepгиjзoвaниe системы шлак-металл сопровождается протеканием реакции. На выходе из камеры 2 стабилизации смесь поступае в камеру 4 газоотделения, где происходит завершение физико-химических процессов и разделение системы металл - шлак-газ.Газ дожигается горел кой 5 и отводится трубопроводом 14,металл и шлак поступают в камеру 3 разделения, откуда металл удаляется через патрубок 16, а шлак возвращае ся по циркуляционным каналам 15 в камеру эжекции, отработанный шлак удаляется через патрубок. 17. Динамическое регулирование процесса рафинирования во время работы осуществляется путем перемещения платформы, по направляющим 10 с помощью движителя 11. При таком пер мещении изменяется расстояние между соплом 7 и камерой 2 стабилизации, ЧТО приводит кизменению эжектирук)щей способности и соотношения смешиваемых компонентов металл-ишак. Обеспечение требуемого живого сечения потока в камере 2 стабилизации и сопле 7, достигается путем охлаждения рабочих поверхностей хладаген том, который подается системой охла дения 12 по трубопроводу 18 и ОТВОдится по трубопроводу 19. При охлаж дении рабочих поверхностей образует ся настыль шлака (гарнисаж), которы предохраняет поверхности от разруше ния. Наружная поверхность сопла и камера стабилизации имеют непосредствённь1й контакт со шлаком, а внутрення поверхность сопла омывается ишаком, поступающим по наклонным каналбм 8. Создание гарнисажа на рабочих поверхностях сопла и камеры стабилизации повыша.ет надежность реактора и качественный состав полу чаемого металла. Создать гарнисаж на внешней поверхности сопла из шла Ка, а на внутренней поверхности соп из металла очень тяжело, так как температура плавления металла колеблется от 1150 до 1560сСприменяютг чугун или сталь разливочных марок). Поэтому на внутренней поверхности сопла гарнисаж не создается, что приводит к быстрому ее износу. Износ сопла влияет на эжектирующую способность дилака, состав смеси металл-шлак и на качественный состав готового металла. Шлаковый гарнисаж на внутренней поверхности сопла можно создать лри условии не смешения потока металла и шлака. Это можно обеспечить при движении двух параллельных потоков на расстоянии не более 2-3 диаметров сопла от ее кромки, если форма и скорость потока металла не искажаются неровностями поверхности сопла. В связи с небольшим расстоянием, на котором потоки не смешиваются, каналы для шлака могут быть выполнены наклонными к оси сопла. Скорость двух потоков после слияния определяется по формуле: л- ° а ) N w,, где Vo-скорость потока после слияния) v -скорость потока металла в сопле V -скорость потока шлака из канала;1Т1)т12)1п,-соответствующие массовые расходы потоков; 2 -угол между соплом и шлаковым каналом. Из формулы видно, что скорость потоков после слияния зависит от угла наклона канала к оси сопла. Более близкий параллельный поток шлака к металлу в сопле может быть создан каналом, расположенным к оси сопла под углом Ыа близким к нулю, но при этом увеличивается количество неровностей на поверхности сопла, так как.канал оканчивается не отверстием, а продолжается углублением на поверхности сопла, кроме того уменьшается стенка между каналами, oiчего искажается форма потока металл.а, под действием котор&го размывается поток шлака и перемешивается с ним. При изготовлении канала под углом наклона к оси сопла dj 90 поверхность сопла изменяется незначительно, но поток шлака ока.зывает значительное тормЪзящее действие на поток метал ш, отчего изменяется форма и скорость потока металла, под действием которого поток шлака срезается и перемешивается с металлом. Оптимальным углом наклона канала к оси сопла, при котором образуется незначительное количество неровностей на поверхности сопла и небольшое тормозящее воздействие потока ишака на поток металла, является угол clj 45. При этом угле скорость и форма потока метгшла сохраняются, поэтому

на расстоянии 2-3 диаметров сопла потоки не переметивarotcfl, и на поверхности сопла создается устойчивый гарнисаж.

Так как в реакторе применяются ишаки различной вязкости, которые по различному оказьшают тормозящее воздействие на поток металла, то угол наклона канала к оси сопла может колебаться в пределах 45 + 15.

Поэтому, чтобы создать наповерхноти и внутри сопла одинаковый гарниса и этим увеличить срок службы его, сопло имеет наклонные каналы к ocHj по которым во внутрь сопла поступает шлак, при движении он обмывает внутренние стенки сопла и осаждается на них.

Защита поверхностей сопла и каме ры стабилизации гарнисажем приводит

W

к повышению надежности работы реактора более чем в 2 раза.

Формула изобретения

Реактор непрерывного рафинирования металла по авт. св. 492554, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности реактора и качества металла, в сопле металлопровода выполнены каналы для подсоса шлака, расположенные под углом 1545 к оси сопла.

Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

«

п