Вакуум-камера



Вакуум-камера
Вакуум-камера
Вакуум-камера
Вакуум-камера

 


Владельцы патента RU 2499840:

Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") (RU)

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, конкретно - к оборудованию для внепечного вакуумирования жидкой стали. Вакуум-камера содержит три погружных патрубка. Патрубки выполнены с наклоном относительно вертикальной оси вакуум-камеры и расположены со смещением относительно этой оси на расстояние 1-1,5d, где d - внутренний диаметр патрубка. Каждый патрубок снабжен футерованной огнеупорным материалом вставкой, расположенной между днищем вакуум-камеры и верхней поверхностью патрубка, и соплами для подачи транспортирующего газа, расположенными с нижней стороны, противоположно вставке. Использование изобретения обеспечивает расширение функциональных возможностей вакуум-камеры за счет интенсификации перемешивания металла в ковше. 4 ил.

 

Изобретение относится к металлургии, конкретно - к оборудованию для внепечного вакуумирования жидкой стали.

Известно устройство для порционного вакуумирования металла, включающее вакуум-камеру с не менее чем одним наклонным погружным патрубком, в том числе расположенным эксцентрично (авторское свидетельство СССР №1035072, 23.07.81).

К недостаткам известной вакуум-камеры относятся ограниченные функциональные возможности, связанные с отсутствием средств для осуществления процесса циркуляционного вакуумирования, а также с необходимостью периодического полного слива металла из вакуум-камеры в процессе обработки, что не позволяет осуществлять обработку металла в вакуум-камере газообразными и порошкообразными реагентами.

Известны также устройства для циркуляционного вакуумирования, включающие вакуум-камеру, по крайней мере, с двумя вертикальными погружными патрубками, снабженными соплами для подвода инертного газа (авторские свидетельства СССР №1092188, 04.10.1982 и №1617004, 11.01.1988), где обеспечивается циркуляция металла через вакуум-камеру за счет создания разности расхода инертного газа, пропускаемого через патрубки, а изменением баланса расхода между патрубками обеспечивается смена направления циркуляции и повышение интенсивности перемешивания. К недостаткам известных устройств относятся ограниченные функциональные возможности ввиду невозможности осуществления порционного способа вакуумирования.

Из известных, наиболее близким к предлагаемой по технической сущности и достигаемым результатам является вакуумно-дегазационный агрегат циркуляционного типа с вакуум-камерой, снабженной двумя погружными наклонными патрубками и одним центральным вертикальным патрубком (патент JP 5156342, 22.06.1993).

К его недостаткам относится невозможность применения порционной схемы вакуумирования, относительно невысокая эффективность перемешивания ванны расплава, поскольку поток циркулирующего металла, вытекающего из двух наклонных патрубков, направлен к стенке ковша под углом, близким к прямому, что приводит к торможению кругового перемешивания металла в ковше, а основная масса металла проходит через центральный патрубок большего диаметра ввиду меньшего сопротивления течению металла в нем, что уменьшает движение металла через малые наклонные патрубки и снижает эффективность их работы.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей вакуум-камеры за счет интенсификации перемешивания металла в ковше, а также в повышении жесткости и надежности конструкции вакуум-камеры.

Технический результат достигается тем, что в ваккуум-камере, включающей три погружных патрубка, все патрубки выполнены с наклоном относительно вертикальной оси вакуум-камеры и установлены со смещением относительно вертикальной оси вакуум-камеры на расстояние 1-1,5d, где d - внутренний диаметр патрубка, при этом каждый из патрубков снабжен футерованной огнеупорным материалом вставкой, расположенной между днищем вакуум-камеры и верхней частью поверхности патрубка, и соплами для подачи транспортирующего газа, расположенными с нижней стороны, противоположной вставке.

При смещении патрубков на расстояние менее d перемешивание ванны металла ограничивается преимущественно центральной зоной, а при расстоянии более 1,5d в центральной части ванны образуется застойная зона.

Наклон и смещение патрубков относительно оси вакуум-камеры способствует интенсификации перемешивания за счет закручивания ванны вытекающим потоком металла, в особенности при возвратно-поступательном вертикальном перемещении вакуум-камеры.

Расположение среза патрубков в плоскости, перпендикулярной оси патрубков, упрощает выполнение кладки внутренней футеровки, выполняемой из стандартных огнеупоров, а в горизонтальной плоскости способствует повышению стойкости футеровки за счет исключения выступов, быстро изнашиваемых при смывании жидким металлом.

Наличие вставки между верхней частью патрубка и днищем повышает жесткость конструкции, способствует улучшению условий ввода патрубков в металл при наличии шлаковой корки на поверхности металла в ковше и извлечению их из расплава.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на:

фиг.1 изображен общий вид вакуум-камеры;

фиг.2 - вид А на фиг.1;

фиг.3 - разрез Б-Б патрубка с огнеупорной вставкой и соплами подачи инертного газа;

фиг.4 - разрез В-В на фиг 3.

Вакуум-камера состоит из корпуса 1, футерованного изнутри огнеупорным материалом 2, днища 3 и трех погружных патрубков 4, которые смещены относительно вертикальной оси 5 на расстояние L=1÷1,5d, где d - внутренний диаметр патрубка, и наклонены к вертикали на угол 10-20° в одну сторону: либо по ходу часовой стрелки (фиг.1), либо в противоположном направлении. При расстоянии L меньше d не обеспечивается захват достаточной области перемешивания металла в вакуум-камере, а при расстоянии L большим 1,5d середина металла в вакуум-камере не перемешивается.

В нижней части каждого патрубка со стороны, противоположной направлению наклона патрубков, расположены сопла 6 для подвода инертного газа, причем, благодаря наклону патрубка, струя газа пересекает поток металла и более полно вовлекает его в движение и перемешивание, чем при подаче вдоль вертикальных стенок. Каждый их погружных патрубков снабжен вставкой 7, футерованной огнеупорным материалом 8 и расположенной между днищем 3 вакуум-камеры 1 и верхней частью 9 поверхности патрубка.

В процессе работы вакуум-камера при помощи механизма вертикального перемещения (на чертежах не показан) опускается таким образом, что патрубки вводятся в металл. Затем в вакуум-камере при помощи вакуумного насоса (на чертежах не показан) создается разрежение, металл затекает в нижнюю часть вакуум-камеры, где подвергается вакуумной обработке. Путем вертикальных возвратно-поступательных перемещений вакуум-камеры (порционный способ) или за счет подачи инертного газа в патрубки (разности расходов инертного газа в патрубки - циркуляционный способ) или сочетания перемещений с подачей газа (комбинированный способ) осуществляется периодическое или непрерывное поступление необработанного металла в вакуум-камеру и слив его в ковш. Благодаря наклону и смещению патрубков в верхних слоях ванны металла в ковше создается вращательное движение, способствующее существенной интенсификации массопереноса.

В результате лучшего перемешивания время достижения однородного состава металла независимо от массы обрабатываемой плавки сокращается на 10-15%, что обеспечивает соответствующее увеличение производительности вакуум-камеры.

Таким образом, реализация предложенного технического решения со смещением и наклоном патрубков вакуум-камеры, защищенных вставками, и подачей инертного газа из нижней части наклонных патрубков расширяет функциональные возможности вакуум-камеры благодаря возможности применения различных режимов вакуумирования с образованием круговых потоков металла, увеличивающих интенсивность перемешивания объема обрабатываемого металла, уменьшающих время процесса и повышающих однородность состава металла.

Вакуум-камера, содержащая три погружных патрубка, отличающаяся тем, что патрубки выполнены с наклоном относительно вертикальной оси вакуум-камеры и расположены со смещением относительно этой оси на расстояние 1-1,5d, где d - внутренний диаметр патрубка, при этом каждый патрубок снабжен футерованной огнеупорным материалом вставкой, расположенной между днищем вакуум-камеры и верхней поверхностью патрубка, и соплами для подачи транспортирующего газа, расположенными с нижней стороны патрубка, противоположно вставке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству сталей с низким содержанием углерода, преимущественно для нужд энергетики и создания оборудования, работающего в условиях сверхкритических параметров пара.

Изобретение относится к области металлургии и может найти применение при выплавке и внепечной обработке конструкционных сталей различных марок. Способ включает выплавку в дуговой печи полупродукта, выпуск расплава в ковш, присадку твердо-шлаковой смеси и легирующих, обработку расплава основным шлаком, усреднительную продувку аргоном, контроль окисленности расплава, раскисление алюминием, вакуум-шлаковую обработку и разливку в вакууме, причем выпуск расплава в ковш ведут без отсечения шлака, а обработку расплава в ковше ведут шлаком с основностью (СаО+Аl2O3)SiO2 равной 4,5…16, при этом вакуум-шлаковую обработку проводят дважды при условии, что первую вакуум-шлаковую обработку начинают при активности кислорода в расплаве 0,01…0,05 мас.% и суммарном содержании в шлаке оксидов железа и марганца в диапазоне 15…25 мас.%, а вторую вакуум-шлаковую обработку - при активности кислорода в расплаве не более 0,01 мас.% и суммарном содержании в шлаке оксидов железа и марганца не более 5 мас.%, а перед второй вакуум-шлаковой обработкой проводят дополнительную присадку шлакообразующих и легирующих.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства низкоуглеродистой стали. В способе во время выпуска стали в сталеразливочный ковш производят предварительное раскисление и легирование марганецсодержащими ферросплавами, внепечную обработку металла проводят на установке циркуляционного вакуумирования стали, причем устанавливают разрежение в вакуумкамере не более 10 мбар и расход аргона для перемешивания от 0,8 до 1,1 л/(т*мин), после чего производят окончательное раскисление и легирование металла в вакуумкамере алюминиевой дробью в количестве 1,5…2,5 кг/т из расчета получения требуемого содержания алюминия в металле, при этом общую продолжительность вакуумирования устанавливают от 10 до 15 мин.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для дегазации стального расплава. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к ремонту внутренней футеровки патрубка вакууматора. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к циркуляционному вакуумированию жидкой стали. .

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству. .
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к внепечной обработке металла в ковше. .

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при внепечном рафинировании стали путем циркуляционного вакуумирования. .
Изобретение относится к металлургии, конкретно к способу получения низкоуглеродистых сталей. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к облицовке стенки металлургической печи, выполненной в виде системы. Система содержит первую холодильную плиту и соседнюю вторую холодильную плиту. Каждая холодильная плита имеет лицевую сторону, обращенную к внутреннему пространству печи, противоположную заднюю сторону, обращенную к стенке печи, и четыре торцевые стороны. Между двумя соседними холодильными плитами расположен заполняющий зазор вкладыш. Вкладыш содержит металлическую переднюю пластину с обращенной к внутреннему пространству печи передней стороной и фиксирующее средство для установки передней пластины между двумя соседними холодильными плитами таким образом, что передняя пластина простирается между торцевыми сторонами обеих холодильных плит, а передняя сторона передней пластины установлена заподлицо с лицевыми сторонами обеих холодильных плит. Использование изобретения обеспечивает защиту холодильных плит от неравномерной эрозии. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к металлургическому оборудованию и может быть использовано на металлургических предприятиях при внепечном вакуумировании стали. Патрубок погружной состоит из металлической конструкции, футерованной огнеупорными кольцами и облицованной огнеупорным бетоном. Нижнее огнеупорное кольцо выполнено г-образной формы, а патрубок снабжен опорным металлическим кольцом, закрепленным под упомянутым нижним огнеупорным кольцом, а между внутренней поверхностью металлической конструкции и наружной поверхностью огнеупорных колец, включая упомянутое нижнее огнеупорное кольцо, размещен компенсирующий температурное расширение буферный слой. Изобретение позволяет значительно повысить огнеупорную стойкость всей конструкции и увеличить долговечность разработанного погружного патрубка. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечном производстве металлов и сплавов в оксидных металлотермических процессах, протекающих за счет выделения тепла в химических реакциях восстановления металлов из оксидов или концентратов. В способе экзотермическую шихту загружают на газопроницаемую уплотненную огнеупорную засыпку на днище копильника и в тонкостенный цилиндр, который предварительно устанавливают в шахте плавильного горна коаксиально его перфорированным стенкам. Пространство между тонкостенным цилиндром, стенками копильника и шахты горна засыпают зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, затем тонкостенный цилиндр, разделяющий металлотермическую шихту и зернистый огнеупорный материал, удаляют, шихту засыпают сверху также зернистым газопроницаемым огнеупорным материалом, инициируют начало экзотермической реакции, во время которой происходит дренажный отвод газов через газопроницаемый огнеупорный материал и перфорированные стенки горна. Плавильный горн снабжен вакууматором и разделяющей газопроницаемый огнеупорный материал шахты горна и копильника газонепроницаемой огнеупорной прокладкой, внутренний диаметр которой равен диаметру упомянутого тонкостенного цилиндра, а внешний диаметр равен диаметру опорного фланца шахты горна, при этом стенки копильника выполнены с отверстиями, а на его внутренней поверхности закреплена металлическая сетка, при этом копильник сопряжен с вакууматором и герметично соединен с корпусом шахты горна по периметру через упомянутую газонепроницаемую прокладку для обеспечения условий вакуумирования металла непосредственно в объеме копильника. Изобретение позволяет повысить плотность структуры металла и снизить в нем концентрации остаточных газов путем вакуумирования металла на заключительном этапе плавки. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве нержавеющей мартенситной стали. Перед этапом электрошлакового переплава слиток подвергают дегазации в вакууме в состоянии жидкого металла в течение времени, достаточного для получения содержания водорода в упомянутом слитке после упомянутого этапа электрошлакового переплава менее чем 3 ppm. Изобретение позволяет уменьшить разброс усталостного поведения нержавеющих мартенситных сталей и улучшить их среднее усталостное состояние. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии, в части производства особонизкоуглеродистых сталей с внепечной обработкой и разливкой на установках непрерывной разливки стали. Способ включает выпуск металла в сталь-ковш, который осуществляют при температуре металла не менее 1630°C, вакуумное обезуглероживание проводят в течение 15-20 мин, при давлении в вакуум-камере менее 0,2 кПа, после чего повышают давление в вакуумкамере до не менее 20 кПа, затем присаживают алюминий совместно с известью в количестве, обеспечивающем получение содержания в металле алюминия не менее 0,01% и основности шлака 0,8-1,4, после чего, не менее чем через 2 мин, присаживают алюминий из расчета получения его в металле не менее 0,04%, производят легирование металла и осуществляют обработку металла кальцием в количестве 0,1-0,35 кг кальция на тонну металла, после чего сталь-ковш подают на разливку. Изобретение позволяет исключить затягивание погружных и разливочных стаканов при разливке стали за счет снижения количества неметаллических включений, а также обеспечивает увеличение выхода годного металла за счет большего количества слябов, разлитых в стационарных режимах без резкого перепада скорости разливки и значительного колебания уровня металла в кристаллизаторе. 2 табл.
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для получения низкоуглеродистых сталей с использованием установок вакуумирования стали в сталеплавильных цехах металлургических заводов. В способе осуществляют выплавку металла в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в сталеразливочный ковш, ввод раскислителей, вакуумирование в два этапа. Перед вакуумированием металла производят его электронагрев до температуры 1630…1640°С, на первом этапе вакуумирования устанавливают разрежение в вакуум-камере от 150 до 100 мбар и производят продувку металла кислородом с расходом 1000…1500 м3/ч, причем продолжительность первого этапа вакуумирования составляет 15 мин при начальном содержании углерода в стали не более 0,05% и 18 минут при содержании углерода более 0,06%, на втором этапе после окончания продувки кислородом устанавливают расход аргона для перемешивания металла 1500 л/мин и продолжают вакуумирование до достижения разрежения в вакуум-камере не более 1,2 мбар, при данном разрежении выдерживают металл не менее 10 мин. Изобретение позволяет получить сталь с содержанием углерода не более 0,0020%. 1 табл.
Наверх