Устройство для рафинирования жидкого металла

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА,содержащее питатель , воронку с тангенциальные подводом металла, металлопровод, на котором установлен трехфазный электромагнитный вращатель,- о т л ич ающее с я тем, что, с целью повышения степени десульфурации и дефосфорации, оно снабжено двухфазным индуктором, установленным вдоль конической поверхности воронки и выполненным из Ш-образных модуль-индукционных катушек с разомкнутым магнитопроводом, связанных кольцевым ферромагнитным стержнем и размещенных в двух вертикальных взаимно перпендикулярных плоскостях .

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ . РЕСПЮЛИН

М51) С 21 С 7 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-г

0 г рЪ о г г г г г г г — г — г

/ г г г г г г г

r г г г г г г

r г г г г г ф 4

Э г г г г г

r (21) 2984360/22-02 (22) 22.09.80 (46) 30.04.83. Вюл. 9 16 (72) Г.Ф.Петров, В.ÇI.Найдек, O.A.Коваленко. В.И.Московка, A.M.Têà÷åíко. П.П.Мишин. С.П.Кошелев. Ю.П.Черноротов и A.Г.Ситнов (71) Научно-производственное объединение "Тулачермет" (53) 621 Л45 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9- 202977, кл. С 21 С 1/08, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 694548, кл. С 21 С 7/00, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА, содержащее питатель, воронку с тангенциальным подводом металла, металлопровод, на котором установлен . трехфазный электромагнитный вращатель, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения степени десульфурации и дефосфорации, оно снабжено двухфазным индуктором, установленным вдоль конической поверхности воронки и выполненным из tl-образных модуль-индукционных катушек с разомкнутым магнитопроводом, связанных кольцевым ферромагнитным стержнем и "размещенных в двух вертикальных взаимно перпендикулярных плоскостях.

1014921

Изобретение относится к металлургии, в частности к Оборудованию для внепечной обработки металла в потоке.

Известно устройство для модифицирования металла, состоящее иэ питателя, воронки с тайгенциальным подводом металла и емкости с металлом, в котором воронка снабжена конусообразным каналом, узким концом заглубленным в емкость с металлом 1).

Недостатками известного устройства являются слабое втягивание в поток реагента и недостаточное перемешивание его с металлом, активно воздействовать на интенсивность кото- 15 рых невозможно при заданных расходах расплава и геометрических параметрах устройства. Кроме того,на прак тике часто возникает необходимость управлять интенсивностью втягивания 2п и перемешивания добавок с металлом, например, при переходе на другой вид реагента, изменении расхода металла или степени его рафинирования.

Наиболее близким. к предлагаемому 25 по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для рафинирования металла, которое состоит из пнтателя подачи реагента, воронки с тангенциальным подводом металла, металлопровода, на котором . установлен трехфазный электромагнитный вращатель, электромагнитное поле которого направлено в противоположную стОрОну вращиющеРОся пОтОки жид- З5 кого металла j2J ..

Однако при рафинировании металла достигается невысокая степень десульфурации и дефосфорации.

Цель изобретения — повышение степени десульфурации и дефосфорации и снижение расхода реагентов °

Поставленная цель достигается тем, что устройство для:рафинирования жидкого металла, содержащее питатель, воронку с тангенциальным .подводом 45 металла, металлопровод, на котором . установлен трехфазный электромагнитный вращатель, снабжено двухфазным индуктором, установленным вдоль конической поверхности воронки и вы-. 50 полненным из Ш-образных модуль-индукционных катушек с разомкнутым магии топроводом, связанных кольцевым ферромагнитным стержнем и размещенных в двух вертикальных взаимно перпенди- 55 кулярных плоскостях.

На фиг.1 показано устройство, разрез, на фиг.2 — сечение A-A на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство содержит воронку 1 . 60 с тангенциальным подводом потока металла 2 и подачей реагентов 3 в воронку из питателя 4. Воронка снабжена конусной трубой — металлопроводом 5, узкий концом заглубленным в 65 ковш б. Вдоль конической поверхност воронки установлен двухфазный индуктор, выполненный из Ш-образных модульиндукционных катушек, которые размещены в двух вертикальных взаимно перпендикулярных плоскостях. Модули содержат разомкнутые магнитопроводы 7 с катушками 8 и связаны кольцевым ферромагнитным стержнем 9. Благодаря такой конструкции вращателя создается дополнительное спиральное вращающее поле, которым управляют интенсивностью вращения металла в воронке.

На конической трубе установлен трехфазный электромагнитный вращатель (ЭМВ), выполненный в виде цилиндрического статора 10 из шихтованных листов электротехнической стали, в пазах которого размещена трехфазная обмотка 11. Трехфазным ЭМВ создается замедление вращения потока металла и разрушение вихря. При этом частицы реагента диспергируют в расплав, чем достигается увеличение контактной поверхности реагента с ваеталлом и повышение степени их усвоения.

Устройство работает следующим образом.

Поток металла 2 из плавильного агрегата, например вагранки, сливается по.желобу с тангенциальным подводом в воронку 1 и, закручиваясь по спирали, заполняет ее, создавая вихревое углубление, как показано пунктиром, затем сливается по металлопроводу 5 в ковш б. На поверхность металла в воронку подается реагент 3 из питателя 4, который из-за сравнительно малого удельного веса располагается над зеркалом металла,заполняя вихревое углубление. При . включении питания к катушкам 8 двухфазного индуктора, возникающий в магнитопроводах 7 каждого из четырех модулей продольный магнитный поФОК

Ф,ч,, взаимодействуя с наведенным в жидком металле током, создает движение металла, направленное вниз.

Одновременно магнитный потом вращающегося магйитноро поля Фзффиг.2), эаьыкаясь по кольцевому ферромагнитному стержню 9, создает вращательное движение металла. Совместное взаимодействие двух потоков Ф„ и Ф и пондеромоторных сил создает приз нудительное спирально-вращательное движение металла вдоль конусной поверхности воронки, который закрученным потоком сливается по конической трубе. В результате изменения интенсивности спирально-вращательного движения металла достигается управление втягиванием добавок в поток металла и их взаимным перемешиванием.

При подаче питания на обмотку 11 трехфазного ЭИВ статор 10 создает

1014921

ПроведенЫ испытания с использованием предлагаемого устройства для рафинирования жидкого металла, состоящего из воронки с: тангенциальным подводом металла,.снабженной двухфазным индуктором, выполненньвю из.модуль-индукционных катушек с разомкнутыми магнитопроводами, связанными кольцевым ферромагнитным стерж- . нем и металлопровода; на котором

10 установлен трехфазный электромагнитный вращатель.

Результаты опытов приведены в таблице.

Конечное содержание серы в чугуне степень дефосфорации Р » » Мкон

1оо и

С Зис»

Десульфурация чугуна

3,19 2,07

0,82. 0,025 0,085 0,06

3,57 2,27 0,69 0,041 0,072 0,09

0,73 0,069 0,063 0,012

3 51 1,85

3,21 2,17, 0,61 0,045 0,069 ., 0,010

Дефосфорация чугуна

70..

0,023

0 023

0,020

0,018

2,93 2,58 0,65

3,67 2,31. 0,76

0,062 0,071

0,058 0,076

0,048 0,064

73

3,69 2,38 0,45

Путем повышения степени усвое45 ния добавок и снижения расхода реагентов на 30-40% по сравнению с прототипом получают экономию 2,5-3 руб. на 1 т разливаемого чугуна, что при объеме производства 15 тыс.

5О в год может составить экономэффект. порядка 40. тыс. руб. в год. вращающийся поток Ф, направленный в обратную сторону, ослабляя вращение металла в трубе вплоть до распада вихревого потока. При этом частицы реагента диспергируют в металл, увеличивая контактную поверхность взаимодействия. При обработке потока чугуна известковоглинистым десульфуратором в результате активного втягивания и увеличения контактной поверхности взаимодействия достигнуто повыаение степени десульфурации и дефосфора-. ции»

Химсостав исходного чугуна,%

Ю

QS> ac» ®в меч S> ucx Р ис»

3,53 2,24 0,75 . 0,039 0,076

По данным прототипа достигается степень десульфурации 65%, а степень дефосфорации 53%.

Из сравнения результатов плавок следует, что степень десульфурации, полученная в предлагаемом устройстве, на 12-18%, а степень дефосфо= рации на 15-20% выше, чем в прототипе.

Конечное содержание фос-. фора в чугуне

t Ион

1014921

Составитель И.Чепикова

Техред A.Бабинец Корректор В.Гирняк

Редактор С.Юско

Закаэ 3137/23

Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4