Устройство для циркуляционного вакуумирования стали

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащее вакуум-камеру, сливной и всасывающий патрубки и сопло для ввода инертного газа, отличающеес я тем, что, с целью сокращения времени вакуумирования и повышения качества стали, всасьавакядий патрубок снабжен конусной насадкой, внутри которой соосно вмонтировано сопло для ввода инертного газа, при этом конусная насадка установлена соосно с торца всасывающего патрубка, на боковых стенках которого в нижней части выполнено два отверстия для ввода металла.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

3158 С 21 С 7 10

ОГ)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3539948/22-02 (22) 17.01.83 (46) 07.06.84. Бюл. Р 21 (72) A В.Бакакин, Э.Д.Тузов, Ю.Г.Подгорчук, В.В.Григорьев, Б.Г.Восходов, В.И.Сыров и А.Г.Фохтин (71) Московский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (53) 669.046.517(088.8) (56) 1. Морозов А.Н.и др. Внепечное вакуумирование стали. М., "Металлургия", 1975, с.152.

2. Авторское свидетельство СССР

М 521322, кл. С 21 С 7/10, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержа щее вакуум-камеру, сливной и всасывающий патрубки и сопло для ввода инертного газа, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью сокращения времени вакуумирования и повышения качества стали, всасывающий патрубок снабжен конусной насадкой, внутри которой соосно вмонтировано сопло для ввода инертного газа, при этом конусная насадка установлена соосно с торца всасывающего патрубка, на боковых стенках которого в нижней части выполнено два отверстия для в вода ме т алл а.

1096285

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использова. но при внепечной обработке стали циркуляционным способом.

Известно устройство для вакуумирования металла циркуляционным способом, содержащее вакуум-камеру в виде цилиндра, в нижней части которого имеется два патрубка, а B верхней части камеры имеется отверстие для выхода отходящих газов. В месте от- l0 верстия камера подсоединена к вакуумопроводу, соединяющему ее с насосами . B один из патрубков, называемый всасывающим, вмонтирована трубка малого диаметра — сопло, через которую в патрубок вводится инертный газ. Перед вакуумированием камеру опускают в ковш с жидким металлом, включают насосы, а затем подают инертный газ во всасывающий патрубок.

Благодаря разности плотностей металла и газометаллической смеси в сливном и во всасывающем патрубке, возникает движение металла через камеру. Попадая в вакуум-камеру, .металл дегазируется а отходящие

Э газы, выделившиеся в результате дега. зации, откачиваются насосами через вакуумонровод (1) .

Недостатком этого устройства 30 является то, что применяемые трубкисопла для ввода инертного газа монтируются в боковой стенке всасывающего патрубка. При таком вводе инертного газа через сопло в боковой стенке патрубка не используются все .потенциальные возможности несущей способности инертного газа. Так при малых расходах вводимого инертного газа при выбранном сечении сопла, скорость истечения газа мала, 40 в результате образующиеся пузырьки инертного газа распространяются вдоль стенки, вследствие этого уменьшается несущая (транспортирующая ) способность газа, т.е. обеспе- 45 чивается малый расход металла через камеру. Для обеспечения большего расхода металла через камеру, с целью увеличения выхода отходящих газов необходимо вводить повышенные расходы инертного газа во всасывающий патрубок, однако при повышенных расходах вводимого инертного газа возрастает кинетическая энергия проникновения в металл струи, которая может достигать противоположной стенки патрубка. Ее воздействие на стенку патрубка приводит к разрушению стенки, при этом происходит формирование крупных пузырьков инертного газа, которые, поднимаясь 6G по всасывающему патрубку, быстро . коагулируют, следовательно, увеличивается объем газовой фазы в патрубке и снижается доля металлической фазы.

Таким образом, как малые,, так и большие расходы вводимого инертного газа во всасывающий патрубок камеры не обеспечивают больших массовых расходов металла через камеру, следовательно, не достигается большой эффективности в дегазации. Увеличение диаметра сопла, с целью ввода больших объемов инертного газа при малых скоростях истечения, приводит к формированию укрупненных газовых ,пузырьков, что уменьшает межфазную реакционную поверхность и эффективность дегазации металла во всасывающем патрубке. Кроме того, эона футеровки вокруг сопла подвергается быстрому разрушению вследствие интенсивных кавитационных явлений, возникающих при истечении струи газа из сопла, что снижает срок службы всасывающего патрубка и, в некоторых случаях, время эксплуатации камеры ограничивается 8-10 вакуумированиями.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для циркуляционного вакуумирования стали, содержащее вакуум-камеру, сливной и всасывающий патрубки и сопло для ввода инертного газа (2) .

Однако при использовании данного устройства не обеспечивается в достаточной мере равномерное распределение вводимого газа в металле как по площади сечения, так и по объему патрубка, вследствие смещенного в пристеночную область патрубка центра образования пузырей, а следовательно, не полностью используется транс,портирующая способность вводимого газа. В результате не производится ,гибкого регулирования массовым расходом металла через камеру в зависимости от вводимого инертного газа во время вакуумирования.

Целью изобретения является сокращение времени вакуумирования и повышение качества стали.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для циркуляционного вакуумирования стали,содержащем вакуум-камеру, сливной и всасывающий патрубки и сопло для ввода инертного газа, всасывающий патрубок снабжен конусной насадкой, внутри которой соосно вмонтировано сопло для ввода инертного газа, при этом конусная насадка установлена соосно с торца всасывающего .патрубка, на боковых стенках которого в нижней части выполнено два отверстия для ввода металла.

Трубка-сопла, находящаяся в центре конусной насадки, расположенной в нижней части со стороны торца всасывающего патрубка, обеспечивает при вводе инертного газа распределение его в центре потока металла, а пористая поверхность конусной насадки

1096285 фиг. 2 является дополнительным источником э арождения газовых пузырей, образ ующихся при втекании металла через боковые отверстия в патрубке- все это вместе обеспечивает равномерное распределение газа как по площади,. так. и по объему всасывающего патрубка, и увеличение несущей транспортирующей способности газа.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фи r. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Предлагаемое устройство состоит иэ вакуум-камеры 1, сливного 2 и всасывающего 3 патрубков. Всасывающий патрубок 3 имеет в нижней части конусную насадку 4, в которую вмонтирована трубка-сопло 5. В области конусной насадки 4 во всасывающем патрубке 3 имеются два боковых отверстия 6.

Устройство работает следующим образом.

Перед вакуумированием патрубки

2 и 3 камеры 1 закрывают тонкими стальными листами, предохраняющими от попадания в патрубки шлака при опускании камеры 1 в ковш с жидким металлом. Включают насосы и осуществляют подачу инертного газа, через сопло 5. Вначале вакуумирования металл поступает в камеру под действием разности барометрического и остаточного давления, затем, благодаря вводу инертного газа, осуществляется движение металла за счет разности плотностей металла в сливном 2 и гаэометаллической смеси во всасывающем 3 патрубке. Металл попадает во всасывающий патрубок через боковые отверстия и находится в контакте с поверхностью конусной ! насадки 4. Зарождающиеся на этой поверхности газовые пузырьки дополнительно насыщают жидкий металл мелкодисперсной газовой фазой.Инертный гаэ, выходящий из трубки-сопла

A-А 5, распределяется в центре потока металла. Такая органиэация ввода инертного газа и действие поверхности конусной насадки обеспечивает равномерное насыщение металла газовыми пузырьками во всасывающем патрубке 3, что способствует дегаэации металла в патрубке и увеличивает транспортирующую способность вводимого газа. Это позволяет осуществлять регулирование расхода металла через камеру в широком диапазоне, что имеет особенно важное значение при регулировании в области повышенных массовых расходов металла при актив15 ном удалении отходящих газов за счет дегазации металла в пузыри вводимого газа. Расположение трубки для ввода инертного газа в нижней части всасывающего патрубка частично уве» личивает скорость циркуляции металла а зона футеровкн вокруг нее не подвержена в значительной мере быстрому разрушению при вакуумировании металла. Таким образом, расположение трубки-сопла в нижней части всасывающего патрубки 3 способствует сокращению времени вакуумирования эа счет увеличения скорости циркуляции и повышенного количества отходящих газов, а также продлевает межремонтное время всасывающего патрубка. !.

Использование данного изобретения по сравнению с прототипом обеспечивает сокращение времени вакууми35 рования на 20-ЗОЪ за счет увеличения ма"сового расхода металла через камеру, повышение удаления отходящих газов в среднем на 20% эа счет улучшения диспергирования газа во всасыв ающем патру6 к е . Срок службы ар гон но. го узла и всасывающего патрубка увеличивается на 25% эа счет уменьшения влияния разруши тел ь ного дей ст вия струи инертного газа на всасывающий патрубок.

BHHHIIH Заказ 3746/18

Тираж 540 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4