Устройство для циркуляционного вакуумирования металла

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА, содержащее вакуум-камеру с всасывающим и слйвньам патрубками, причем площадь сливного патрубка меньше площади всасывающего патрубка, о т л и чающееся тем, что, с целью увеличения производительности труда, . вакуум-камера выполнена с .поперечным сечением в виде двух окружностей разного диайетра, сопряженных по касательным с межцентровыь расстоянием , превьшс1ющим радиусов, при этом всасывающий патрубок выполнен сооснос большей, а сливной с меньшей окружностями, лричем соотношение радиусов окружностей состав- g ляет 2-2,5:1.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3Igg С 21 С 7 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

E i I таге. т

Риг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3461057/22-02 (22) 02.07.82 (46) 15 ° 12;83. Бюл. 9 46 (72) A.Â. Бакакин, IO.Г. Подгорчук, Б.Г. Восходов, А.Г. Фохтин, В.И. Сыров и Г.М. Бегун (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Крас-. ного Знамени институт стали и сплавов

{53) 669.046.517(088.8) (56) 1. Морозов A.Н. и др. Внепечное вакуумирование стали. М., "Металлургия", 1975, с. 152.

2. Патент CLPi 9 3099699, кл. 266-34, 1976. г..ЯО„„1О А (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА, содержащее вакуум-камеру с всасывающим и слйвным патрубками, причем площадь сливного патрубка меньше площади всасывающего патрубка, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности труда, вакуум-камера выполнена с .попереч..ным сечением в виде двух окружностей разного диаметра, сопряженных по касательным с межцентровым расстоянием, превяаающим сумму радиусов, при этом всасывающий патрубок выполнен соосно.с большей, а сливнойс меньшей окружностями, причем соот- . ношение радиусов окружностей состав- Е ляет 2-2,5:1.

10б0690

Изобретение относится к внепечной обработке стали в черной металлургии и может быть использовано в процессах циркуляционного вакуумирования.

Известно устройство для циркуляционного вакуумирования стали, включающее вакуумную камеру, в нижней части которой встроены два патрубка, в нерхней части камеры находится отверстие для выхода отходящих газон„

Движение металлон осуществляется через камеру путем ввода инертного газа в один из рукавов камеры, выделяющиеся газы откачиваются через верхнее отверстие вакуумными насосами. Вакуумная камера соединяется !5 с насосами с помощью вакуумопронода )

Недостатком этого устройства является то, что при такой конструкции дна камеры патрубки располагаются по диаметру, причем на значительном расстоянии от стенок камеры и один от другого. В процессе вакуумирования металл из всасывающего патрубка, заполняя дно камеры, распределяется по зонам. В начале не весь поток устремляется к сливному патрубку, так как в противоположном направлении от слинного патрубка образуется застойная зона для части металла в области всасывающего патрубка благодаря воэникнонению стоячих волн в результате наложения распространяющи:<ся вблн металла из всасывающего патрубка и волн при многократном отражении металла от стенки камеры. Другая часть металла по различным траекториям распростра.няется в сторону сливного патрубка, При этом наикратчайшая траектория движения металла находится между патрубками, другие траектории возмо>кного движения металла значительно превышают это расстояние. Вследствие этого растворенные реагенты в жидком металле имеют различное вре- 45. мя для вступления в реакцию. Часть реагентов может вообще не вступать в реакцию, проскакивая вместе с металлом в сливной патрубок, другая часть металла мо>«ет длительное вре- .50 мя находиться в камере в продегаэированном состоянии. !

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для циркуляционного вакуумирования металла, содержащее вакуум-камеру с всасывающим и сливным патрубками, причем площадь сливного патрубка меньше площади всасывающего патрубка (2) . 60 Однако устройство характеризуется недостаточно высокой скоростью циркуляции, что увеличивает время вакуумирования, и большим расходом электроэнергии, связанным с необ- 65 ходимостью электромагнитного перемешивания.

Целью изобретения является увеличение производительности труда.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для циркуляционного вакуумирования мет,ллла, содержащем вакуум-камеру с всасывающим и сливным патрубками, причем площадь сливного патрубка меньше площади всасывающего патрубка, вакуум-камера выполнена в виде двух окружностей разного диаметра, сопряженных по касательным с межцентровым расстоянием, превышающим сумму радиусов, при этом всасывающий патрубок выполнен соосно с большей, а сливной — с меньшей окру>1<ностями, причем соотношение радиусов окружностей составляет 2-2,5:1.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1.

Вакуум-камера 1 представляет собой в проекции плоскость, образующуюся при сопряжении касательными двух окружностей разного диаметра, большего 2 и меньшего 3. Радиус большей окружности 2 равен 300 мм, радиус меньшей окружности 3 равен

150 мм. Их соотношение составляет 2:1.

Максимальный размер дна камеры составляет 1200 мм. В периферийных зонах соосно с окружностями расположены патрубки, причем диаметр всасывающего патрубка 4 составляет

500 мм, а диаметр сливного патрубка

5-200 мм, что больше суммы радиусов окружностей на 200 мм.

Данное устройство состоит из вакуум-камеры, поперечное сечение которой имеет форму двух окружностей разных радиусов (2-2,5:1), сопряженных по касательным, и двух различного диаметра патрубков, причем всасывающий патрубок в 2,5 раза больше слив ного

Устройство работает следующим образом.

Вакуум-камеру патрубками, предварительно закрытыми от попадания в камеру шлака тонкими листами стали, опускают в ковш с жидким металлом с помощью мостового крана. Глубина погружения определяется положением вмонтированного во всасывающий патрубок аргонного узла. Затем открывают вакуумный затвор. Движение металла через камеру осуществляется благодаря вводу аргона но всасывающий патрубок. При движении металла по всасывающему патрубку происходит его интенсивная дегаэация в пузыри, образу.ощиеся при вводе аргона. Увеличение диаметра всасывающего патрубка расширяет активную зону дегазации для вакуумируемого металла от

10бОб90

/

ВНИИПИ Заказ 9975/29 Тираж .568 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 места ввода аргона до выхода металла из всасывающего патрубка. При выходе металла из всасывающего патрубка еще более интенсифицируется процесс дегазации в соответствии с увеличением контактной площади газ-металл за счет всхлопывания пузырей, фонта- нирования металла. При принятой конструкции дна камеры металл из всасывающего патрубка целиком направляется к сливному патрубку, причем его скорость непрерывно увеличивается в соответствии с профилем дна, дополнительно создает. условия для большего перемешивания металла в струях и тем самым способствует активной 35 дегазации в движущемся объеме металла. Выбранное расположение патрубков и поперечного профиля вакуум-камеры исключают застойные зоны, вследствие этого обеспечивается одинаковое время пребывания текущей массы металла в камере и создаются равные условия для дегазации всего вакуумируемого объема металла, находящегося в камере. Выбор сливного патрубка меньшего диаметра, по сравнению со всасывающим, обусловлен заданием увеличения скорости и связанной с ней кинематической энергии движущегося ме-. талла. Увеличение кинематической энергии движущегося металла в сливном патрубке по своему действию эквивалентно удлинению сливного патрубка, что способствует более глубокому проникновению струи металла в ковше. Это имеет важное значение при вакуумировании. При недостаточной кинетической энергии струи в.сливном патрубке продегазированный металл перемешивается с металлом в ковше только в верхних горизонтах и поэтому может быть повторно затянут во всасывающий патрубок. Следовательно при таком вакуумировании не весь металл может быть продегазирован, а только лишь верхние слои металла. Глубокое проникновение струи продегазированного металла в ковше способствует более глубокому пере лешиванию металла в ковше, тем самые повышается в целом эффективность дегазации, т.е ° увеличивается выход отходящих газов из вакуумируемого металла.

Использование данного устройства по сравнению с существующим уменьшает время вакуумирования на 30% за счет увеличения скорости движения металла через камеру; сокращает расход электроэнергии на 100% при вакуумировании за счет исключения .индуктора; уменьшает материальные затраты на футеровку вакуум-камеры по сравнению с существующим устройством на 40% за счет уменьшения объема вследствие изменения ее формы; исключает материальные затраты, связанные с изготовлением индуктора; увеличивает выход отходящих газов на 10% по сравнению с существующим устройством.

При использовании данного технического решения в промышленных условиях достигается повышение производительности труда примерно на

30% за счет сокращения времени вакуумирования и получают экономический эффект 30-35 тыс. руб. в год за счет снижения расходов электроэнергии, уменьшения материальных затрат и т.д.