Устройство для ввода реагентов в расплав

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА РЕАГЕНТОВ В РАСПЛАВ, содержащее полую штангу с колоколом-испарителем, выполненным в виде цилиндра, отличаю-, щ е е с я тем, что, с целью повышения степени усвоения реагентов, качества металла и снижения его себестоимости , колокол-испаритель выполнен по высоте составным и снабжен разделительной диафрагмой, причем .верхняя часть вьшолнена герметичной, а нижняя - из пористого огнеупорного материала с пористостью 40-70% и приведенным диаметром пор 0,002-0,004 диаметра колокола-испарителя, причем высота нижней части составляет 1,52 ,5 диаметра колокола-испарителя, (Л а емкость - 0,025-0,150 от объема обрабатываемого металла. .

СООЭ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ЗШ С 21 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3622457/22-02 (22) 15.07.83 (46) 23 ° 11.84 ° Бюп. 1) 43 (72) С .М. Белокуров, И.И. Телицин, Б.М.Лепинскнх, А.Ф.Тонкушин, В.Ф.Новиков и П.В.Партии

-(71) Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машино.строения (53) 621.745(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 773080, кл. С 21 С !/00, 1979.

2. Технология и оборудование линейного производства. Экспресс-информация ВИНИТИ, И 43, 1981, с. 12. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА РЕАГЕНТОВ В РАСПЛАВ, содержащее полую штангу с колоколом-испарителем, выполнен- . ным в вице цилиндра, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения степени усвоения реагентов, качества металла и снижения его себестоимости, колокол-испаритель выполнен по высоте составным и снабжен разделительной диафрагмой, причем .верхняя часть выполнена герметичной, а нижняя — из.пористого огнеупорного материала с пористостью 40-70Е и приведенным диаметром пор 0,002-0,004 диаметра колокола-испарителя, причем а высота нижней части составляет 1 5- у

2,5 диаметра колокола-испарителя, а емкость — 0,025-0,150 от объема обрабатываемого металла .

1125254

Изобретение относится к металлур. гии к может быть использовано для десульфурации, модифицирования и ра финирования расплавов.

Известно устройство для обработки 5 чугуна парами магния, содержащее полую; штангу, несущую колокол-испаритель, который снабжен размещенной в нем с возможностью осевого вра. щения втулкой с отверстйями в ее стенке, выполненными с равномерным по периметру втулки шагом и расположенными по касательной к окружности, описанной внутренним радиусом. этой втулки, а отверстия в стакане выпол- 15 нены в виде сквозных пазов, совпадаю щнх по высоте стакана с отверстиями во втулке (11 °

Недостатком данного устройства является значительная массовая ско- 20 рость подачи реагентов в жидкий металл за счет отверстий большого диаметра в стакане, в результате чего в жидком чугуне образуются локальные участки, от которых через расплав поднимаются пары магния в виде пузырей такого же большого диаметра, как и отверстия в стакане, и время кон-. такта. паров магния с расплавом умень- . шается за счет их быстрого всплыва- 30 ния на поверхность расплава. Это снижает степень усвоения реагента распла вом и степень рафинирования металлом.

Известно устройство для ввода реагентов в расплав, содержащее штангу, З5 несущую колокол-испаритель в виде. цилиндра. Взаимодействие магния с жидким чугуном происходит через отверстия-окна цилиндра (2)Недостатком известного устройства 411 .является большая массовая скорость .подачи реагентов в расплав эа счет значительных по размеру выпускных . окон в колоколе-испарителе, что также приводит к недостаточно полному . 4$ усвоению модификатора и недостаточной степени десульфурации металла, так как большая часть модификатора, быстро всплывая, сгорает на его поверхности. Кроме того, при обработке 1О расплава не устраняются пики давлений в испарителе и выбросы металла.

Все это увеличивает себестоимость обрабатываемого металла и снижает эффективность производства. 5S

Цель изобретения — повышение степени усвоения реагентов, качества металла и снижение его себестоимости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ввода реагентos в расплав, содержащем полую штангу с колоколом-испарителем, выполненными в виде цилиндра, колокол-испаритель выполнен по высоте составным и снабжен разделительной диафрагмой, причем верхняя часть выполнена герметичной, а нижняя из пористого огнеупорного материала с пористостью 40-70Х и приведенным диаметром пор 0,0020,004 диаметра колокола-испарителя, причем высота нижней, части составляет 1,5-2,5 диаметра колокола-испарителя, а емкость — 0,025-0,150 от объема обрабатываемого металла.

Наличие диафрагмы, отделяюще:. нижнюю пористую часть колокола-испарителя от верХней герметичной, не позволяет парам реагента проникать и конденсироваться в верхней герметичной части колокола-испарителя. При этом изготовление нижней части колокола-испаритепя пористой (40-707). с приведенным диаметром пор 0,002-0,004 диаметра колокола-испарителя и емкостью нижней части колокола-испарителя, равной 0,025-0, 15 от объема обрабатываемого металла, позволяет диспергировать пары модификатора до пузырьков, равных диаметру пор. Уменьшение диаметра всплывающих пузырьков модификатора эа счет того, что его пары

Iвыделяются через пористый материал с указанным приведенным диаметром пор, ведет к снижению скорости всплывания пузырьков и увеличению времени контакта реагента с жидким металлом, позволяя большему количеству модификатора продиффундировать в расплав, что повышает степень усвоения модификатора. Увеличение количества всплы. вающих пузырьков меньшего диаметра за счет ввода паров в расплав через пористую нижнюю часть колокола-иснарителя . озволяет увеличить поверх-, ность взаимодействия и время контакта паров модификатора с жидким металлом и интенсифицировать процесс десульфурации, позволяя более глубоко обессеривать расплав, повьппая качество металла.

На чертеже,схематически изображено устройство для ввода реагентов в расплав, общий вид.

Устройство содержит полую штангу

t, имеющую внутри трубу 2, на конце которой закреплена диафрагма 3, отде1125254

Составитель Н.Асееве

Редактор Н.Джуган Техред Т.Маточка Корректор А.Тяско

Заказ 8437/19 Тираж 539, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

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

3 ляющая верхнюю герметичную часть 4 колокола-испарителя,от нижней пористой части 5. Верхняя часть может быть изготовлена из жаропрочной стали, нижняя пористая — из графита. . 5

Устройство работает следующим образом.

Реагенты в струе инертного газаносителя по трубе 2 вводятся в порис тую часть 5 колокола-испарителя, по- 10 груженного в расплав. За счет тепла жидкого металла, омывающего испаритель, реагенты йспаряются и образуется парогазовая смесь, занимающая вась объем колокола-испарителя, кото рая через поры нижней половины испарителя 5 поступает в расплав. Таким образом, происходит диспергирование паров реагента на пузырьки, равные диаметру пор. 20

Верхняя герметичная часть 4 колокола-испарителя и диафрагма 3 препятствуют отводу газообразных продуктов в непосредственной близости от зеркала металла, увеличивая тем самым путь прохождения и время контакта паров реагента с расплавом. . Увеличение высоты пористой части свыше 2,5 диаметра колокола-иснарите-. ля приводит к снижению степени усвое-30 ния магния и десульфурации чугуна, так как увеличивается скорость обработки расплава. Часть парообразного магния не успевает раствориться и, всплывая, сгорает на поверхности жид-З5 кого металла, снижая степень усвоения реагента и десульфурации чугуна.

При высоте пористой части колокола-испарителя менее .1,5 его диаметра, увеличивается время обработки распла- 0 ва что приводит к значительному сни-. жению температуры жидкого чугуна.

При порнстости нижней части испа- . рителя менее 40Х и размере пор 0,002 от диаметра колокола-испарителя степень десульфурации снижается и увеличивается время обработки, что приводит к охлаждению чугуна. Прн пористости нижней части более 70Х и размере пор более 0,004 диаметра колоколаиспарителя происходит снижение степеней усвоения .магния и десульфурации чугуна вследствие увеличения скорости обработки расплава, что приводит к тому, что часть паров магния не успевает растворит."я и, всплывая, сгорает на поверхности .жидкого чугуна. При емкости нижней части колокола-испарителя менее 0,025 объема обрабатываемого металла наблюдается снижение степеней .усвоения магния и десульфурации чугуна. Кроме того, увеличивается время обработки расплава за счет невысоких скоростей подачи паров магния в расплав. При емкости нижней части колокола-испарителя более 0,150 объема обрабатываемого металла возможны выплески металла изэа слишком высокой массовой скорости подачи паров магния в расплав, что ведет к снижению усвоения магния и степени десульфурации чугуна эа счет локального образования больших пузырей паров магния, которые быстро всплывают на поверхность металла и сгорают.!

Изобретение позволяет увеличить степень усвоения реагента, снизить себестоимость обработки и повысить качество металла эа счет десульфурации и более полного удаления газов и. неметаллическнх включений.