Устройство для ввода легирующих добавок в жидкий металл

 

Изобретение относится к обработке жидких металлов и ферросплавов в ковше. Цель изобретения - сокращение времени растворения легирующих доба-. вок путем нагрева и перемешивания жидкого металла с добавками. Устройство содержит глуходонный наконечник 1, закрепленный на трубопроводе 2, / через который вводятся легирующие добавки. }(идкий металл и вводимые добавки , содержащиеся в ховше, расплавляются и интенсивно перемешиваются f - благодаря вихревому магнитогидродинамическому течению, возникающемупри подключении электродов 5, KOTofftie установлены в трубопроводе 2 к источнику тока. Продольные сквозные отверстия , предназначенные для электродов, выполнены в стенке трубопровода по всей его длине и симметрично его оси. Жидкий металл с растворенньми в нем Добавками из наконечника 1 отсасывается через радиальные отверстия 10, выполненные в стенке наконечника напротив каждого электрода, а посередине между электродами 5 выполнены вса-сывающие отверстия 11 . О.тверстие в трубопроводе позволяет части. элект1 ического тока замыкаться непосредственнэ по легирующим добавкам в трубопроводе 2, что обеспечивает предварительный их нагрев. 1 з.п. ф-1ы, 6 ил. с « W

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 2! С 7/00 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4248934/31-02

1(22) 26. 05. 87 (46) 30.03.89. Бюл. 11 12 (71) Винницкий политехнический институт. (72) Г.И.Майхрук и-В.И.Шарамкин (53) 621.745(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 735638, кл. С 21 С 1/ОО, 1978. . Авторское свидетельство СССР

Р 1189882, кл. C 21 С 1/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ЛЕГИРУЮЩИХ

ДОБАВОК В. ЖИДКИЙ МЕТАЛЛ (57) Изобретение относится к обработке жидких металлов и ферросплавов в ковше. Цель изобретения — сокращение. времени растворения легирующих доба-. вок путем нагрева и перемешивания жидкого металла с добавками. Устройство содержит глуходонный наконечник

1, закрепленный на трубопроводе 2, через который вводятся легирующие добавки. Жидкий металл и вводимые до„„SU„„1468922 А1 бавки, содержащиеся в ковше, расплавляются и интенсивно перемешиваются благодаря вихревому магнитогидродинамическому течению, возникающему при подключении электродов 5, которые установлены в трубопроводе 2 к источнику тока. Продольные сквозные отверстия, предназначенные для электродов, выполнены в стенке трубопровода по всей его длине и симметрично его оси. Жидкий металл с растворенными в нем добавками из наконечника 1 отсасывается через радиальные отверстия

10, выполненные в стенке наконечника . напротив каждого электрода, а посередине между электродами 5 выполнены всасывающие отверстия 11. Отверстие в трубопроводе позволяет части, электрического тока замыкаться непосредственнэ по легирующнм добавкам в трубопроводе 2, .что обеспечивает предварительный их нагрев. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1468922

Изобретение относится к металлургии, а именно к обработке жидких металлов легирующими добавками в ковше, и может быть использовано для обра5 ботки расплавленных металлов и ферросплавов в литейном производстве.

Цель изобретения - повышение производительности путем сокращения времени растворения легирующих добавок 10

На фиг. 1 показано устройство, погруженное в ковш с обрабатываемым жидким металлом (циркуляция металла в ковше показана стрелками), общий вид, на фиг. 2 - то же, вид сверху; на 15 фиг. 3 — то же, вид спереди, на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.(стрел.ками показана циркуляция жидкого ме-" талла через устройство); на фиг, 5разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. б - 20 разрез В-В на фиг. 4.

Устройство для ввода легирующнх добавок в жидкий металл содержит глуходонный стакан (наконечник) 1 из..огнеупорйого диэлектрического ма-; териала, выполненный заодно .с трубопроводом 2 и погруженный в обрабатываемый жидкий металл 3, содержащийся, в ковше 4. Электроды 5 подключены к источнику б электрического тока. Уст- 30 ройство фиксируется в нужном положении с помощью кронштейна 7, к которому оно кренится, например, с помощью отверстий 8 (фиг. 2). Электроды

5 введены в полость стакана 1 через сквозные продольные отверстия,9, выполненные симметрично относительно оси трубопровода 2 в его стенке па всей длине. В боковой стенке наконечника 1 напротив каждого электрода 5 Щ выполнены радиальные отверстия 10,j а посередине между ними выполнены радиальные отверстия 11. В стенке трубопровода 2 между отверстиями для электродов 9 выполнено радиальное от- д5 верстие 12 (фиг. 6).

Устройство работает следующим образом.

После того, как устройство помещается в ковш 4 с обрабатываемым жид-50 кнм металлом 3, электроды 5 подключа-; ют к источнику 6 тока. В том случае, когда устройство содержит три электрода 5, оптимальньм является подключение электродов 5 к разным фазам ис"55 .точника трехфазного переменного тока. Через трубопровод 2 вводятся легирующие добавки, которые попадают в ,глуходонный стакан 1. Электрический ток между электродами 5 частично замыкается внутри стакана 1 и .нагревает содержащийся там жидкий металл и вводимые добавки, которые интенсивно расплавляются и перемешиваются с жидким металлом внутри стакана 1.

Перемешивание расплавляемых добавок внутри стакана 1 осуществляется бла-годаря возникающему там вихревому магнитогидродинамическому течению вызванному электромагнитной силой от взаимодействия тока внутри стакана 1 с его собственным магнитным полем.

Другая часть электрического тока между электродами 5 замыкается вне стакана 1, растекаясь неоднородно через отверстия 10, выполненные в стен ке стакана 1 напротив каждого электрода 5. Суммарная электромагнитная сила от взаимодействия неоднородно растекающегося из отверстий 10 электрического тока (плотность тока снижается по мере удаления от стакана 1) с собственным магнитным полем этого тока направлена от отверстий 10 в стор ну жидкого металла в ковше, создавая в отверстиях 10 пониженное давление. В результате жидкий металл с растворенными в нем добавками из стакана 1 отсасывается через отверстия

10 и в виде струй распространяется по всему объему ковша 4. Ему на смену из ковша 4 в полость стакана 1 беспрепятственно всасывается жидкий металл через всасывающие отверстия 11, выполненные в стенке стакана 1 между электродами 5, т.е. так, где электрический потенциал равен нулю и где, следовательно, электрический так из стакана 1 во вне не растекается и электромагнитная сила отсутствует.

Картина течения не изменится и будет точно такой же как показано на фиг. 4, если один электрод подключить к одному из двух полюсов источника постоянного тока, а два других электрода подключить к другому полюсу источника постоянного тока. Несущественное различие состоит лишь в том, .что в случае постоянного тока по одному из электродов проходит двойной ток и интенсивность струи, отсасывающей жидкий металл из отверстия 10, расположенного напротив этого электрода, выше, чем интенсивность струй, отсасывающих жидкость из отверстий

10 и расположенных напротив двух дру14689 гих электродов, подключенных K одному полюсу источника постоянного тока.

Следовательно, добавки, вводимые через трубопровод 2 в стакан 1, расплавляются за счет добавочного джоулева тепла и интенсивно перемешиваются за счет магнитогидродинамического течения внутри стакана, а за-i тем выносятся из стакана 1 в ковш 4 за счет сквозного течения жидкого металла через стакан 1 (стакан через отверстия. 11 и из стакана через отверстия 10), вызванного отсасывающими электромагнитными силами на выходах из отверстий 10.

Наличие глуходонного наконечника обеспечивает полное растворение легирующих добавок внутри него за счет интенсивного вихревого перемешивакия 20 их непосредственно в зоне основного выделения джоулева тепла.Тем самым сокращается время растворения легирующих добавок.

Отверстие 12 позволяет части 25 электрического тока замыкаться непо- . средственно по легирующим добавкам в трубопроводе 2, что обеспечивает предварительный их нагрев и полный вынос добавок из трубопровода 2; ЗО

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет сократить время растворения легирующих добавок в

3-4 раза. Это преимущество основано, на .взаимодействии описанных выше физических явлений, позволяющих нагревать и интенсивно перемешивать жидкий металл с добавками. формула изобретения

1. Устройство для ввода легирующих добавок в жидкий металл, содержащее транспортирующий трубопровод с огнеупорным полым наконечником, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени растворения легирующих добавок, оно снабжено электродами,- а наконечник выполнен глуходонньи из диэлектрического материала, при этом в стенке трубопровода выполнены сквозные продольные каналы, расположенные симметрично его оси и на равном расстоянии друг от друга, в продольных каналах установлены электроды, нижние концы которых расположены в полости наконечника, при этом в стенке наконечника выполнены радиальные отверстия, расположенные напротив каждого электрода и посередине между ними.

2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в стенке трубопровода между сквозньии продольными каналами для электродов выполнено радиальное отверстие.

1468922

Фие. 6

Составитель В.Субачев

Редактор Н.Ккптулинец Техред М;Ходаннч „ Корректор С ° Шекмар

Заказ 1317/25 Тираж 530 Подписное

ВНЦИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,301