В.Г. Овчаренко, В.А. Рудаков, В.Г. Раскат и"С.ф. Матус (72) Авторы изобретения . (tl) 3aamnesrH Всесоюзный научно-исследовательский и про титана и Производственное объединение "Хл (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к устройству систем для перекачки расплавленных метаплов при помощи сифонов или магнйтогидродинамических насосов, предназначенных для использования при разливке цветных металлов, например магния, в изложницы конвейеров.

Известны устройства для перекачки расплавленных металлов при помощи си1О фонов или магннтогндродинамическнх насосов которые содержат всасывающую и выливную ветви трубопровода либо образующих сифон в случае использования потенциальной энергии положения в поле

iS сил тяжести либо подключаемых к входному и выходному патрубкам магнитстгид- родинамического насоса в случае использования электроэнергии Я .

Однако для запуска устройств необходимо предварительное заполнение трубопровода транспортируемым металлом при помощи дополнительных средств.

Например, для запуска устройства с

2 магнитогидродинамическим насосом его необходимо погрузить в, расплавленный металл на некоторую глубину от поверхностии.

Известны устройства, в которых для предварительного заполнения тру бопровода транспортируемым металлом к свободному торцу сливной ветви под- соединяют вакууммагистраль (2) .

Однако данные устройства неудобны1 в эксплуатации. Кроме того, погруженные в расплавленный металл магнитогидродиназнтческие насосы конструктивно сложнее насосов, активная зона которых расположена выше уровня металлов.

Однако срздание в трубопроводе вакуума путем подключения к внешней вакууммагистрали требует напичия свободного торца на сливной ветви трубопровода и применения специальных разъемов и заглушек, усложняющих трубопровод.

822989

Известно также, устройство для перекачки металлов из ванны металлургического агрегата (в частности, для перекачки алюминия), содержащее всасывающую и сливную ветвь трубопрово5 да и магистраль сжатого газа, причем всасывающая и выливная ветви сифона соединены коробкой„ в которой, с целью создания вакуума, помещен эжектор, работающий, например, на сжатом инерт- >0 ном газе ° Заполнение. сифона расплавленным металлом осуществляется посредством кратковременного впуска сжатого газа в сопло эжекторной части от внешнего источника. После прекращения подачи сжатого газа устройство работает как обычный сифон. Прекращение действия сифона достигается посредством сообщения сопла эжекторной части с атмосферой через специальный клапан, Наличие положительного или атмосферного давления в конце выливной ветви сифона при одновременном образовании вакуума во всасывакяцей ветви позволяет избежать применения временных разъемов и заглушек на выливной ветви, иметь ее торец свободным в момент запуска сифона и, следовательно, значительно упрощает эксплуатацию установки $3) .

Недостатки известного устройства заключаются в следующем.

1. Расплавленный магний при температурах, близких к температуре плавления, в силу своих природных

35 свойств имеет объемное теплосодержание, существенно меньшее теплосодержания расплавленного алюминия.

Так, отношение теплоемкостей единицы объема алюминия и магния при темпе40 ратуре, близкой к температуре плавления (жидкая фаза), составляет l3 5, а соответственное отношение скрытых теплот плавления вЂ” ),7. Существенно перегревать магний перед разливкой для увеличения его теплосодержания нельзя по технологическим соображениям. Поэтому транспортирующий трубопровод перед заполнением металлом необходимо предварительно прогревать до температуры, близкой к температуре плавления магния. Наиболее просто прогрев осуществляется пропусканием электрического тока непосредственно через транспортирующий трубопровод.

Для такого прогрева всех точек трубопровода сопротивление его по длине должно быть равномерным. Места с зауженным сечением оказываются перегретыми, а с увеличенным сечением вЂ” холодными. Наличие эжектора на трубопроводе конструктивно в отдельных точках увеличивает или уменьшает сечение трубопровода.

2. При транспортировке расплав- ленного первичного магния на внутренней поверхности трубы выпадает твердая фаза из его примесей. Поэтому форма трубопровода должна быть пре-. дельно простой (лучше, если это стандартная изогнутая труба) с целью удешевления. Наличие эжектора, встроенного в тракт, удорожает стоимость транспортирующего трубопровода и делает его применение нерентабельным при частой смене.

Цель изобретения вЂ” упрощение формы транспортирующего тракта и его удешевление при сохранении достоинств прототипа.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для перекачки расплавленного металла сифоном или магнитогидродннамическим насосом, содержащем всасывающую и выливную ветви трубопровода и магистраль сжатого газа, в ванну установлена погружная емкость, соединенная перекрываемой магистралью с магистралью сжатого газа, которая дополнительно снабжена емкостью, дозированной подачи газа, а соосно с входным отверстием всасывающей ветви н с регулируемым зазором относительно его контура уста-. новлено сопло, соединенное трубопроводом с погружной емкостью.

Кроме того, всасывающая ветвь трубопровода может быть выполнена подвижной относительно сопла.

С целью упрощения регулирования параметров запуска, источник дозированной подачи сжатого газа выполнен в виде емкости с регулируемым количеством сжатого газа.

Это позволяет избежать применения вакуумирования трубопровода для его заполнения металлом при запуске устройства, .осуществлять запуск импульсным впрыскиванием металла в трубопровод из погруженной в металл емкос- ти через сопло, направленное во входное отверстие всасывающей ветви, путем выдавливания дозированной порцией сжатого газа. При этом входное отверстие всасывающей ветви в комбинации с направленным в него соплом обладает свойствами инжекционного струйного насоса, то есть нагнетание

822989 металла в трубопровод при запуске осуществляется и за счет расхода струи из сопла и за счет захвата металла из окружающей ванны. В результате удается предельно упростить форму транспортирующего трубопровода до стандартной трубы без расширений, сужений, временных разъемов и заглушек и удешевить ее стоимость. Улучшению условий эксплуатации способст- 1Р вует возможность регулирования параметров процесса благодаря подвижнос1 ти всасывающей ветви относительно нагнетающего сопла и возможность регулирования количества газа в емкости 15 источника его дозированной подачи.

Регулирование зазора между наружной поверхностью сопла и контуром входного отверстия во всасывающую ветвь позволяет регулировать расход 2у металла в процессе перекачки . от номинального значения до нулевого.

На чертеже изображено предлагае- мое устройство, общий вид.

Устройство имеет всасывающую 1 25 и сливную 2 ветви транспортируюшего металл трубопровода 3, который закреплен в обойме 4. Обойма 4 скреплена со штоком 5, установленным в направляющих 6 с возможностью смещения ц по вертикали. Перемещение штока 5 с обоймой 4 и трубопроводом 3 по вертикали осуществляется специальйым приводом с пульта управления (не показан) . Всасывающая ветвь 1 опущена в ванну 7 с расплавленным металлом.

В ванну 7 опущена емкость 8, закрепленная при помощи тяги 9 на основании 10 неподвижно и таким образом, что сопло 11, связанное трубой 12 с емкостью 8, соосно входному отверстию всасывающей ветви 1. Зазор между наружной поверхностью сопла 11 и контуром входного отверстия всасывающей ветви I регулируется эа счет перемещения трубопровода 3 по вертикали.

Емкость 8 магистралью 13 с вентилем

14 сообщена с емкостью 15 источника дозированной подачи сжатого газа.

Внутренняя полость емкости 8 может быть сообщена при помощи вентиля 16

50 с полостью (не показано), давление в которой равно атмосферному, а среда инертная. По специальной магистрали (не показана) через вентиль 17 емкость 1.5 может быть заправлена сжатым инертным газом.

Трубопровод 3 на участке между всасывающей ветвью 1 и сливной вет6 вью 2 может проходить сквозь активную зону магнитогидродинамического насоса.

Устройство работает следующим образом.

М исходном состоянии трубопровод

3 во всасывающей ветви 1 заполнен жидким металлом до уровня верхнего зеркала в ванне 7; вентиль 14 закрыт, вентиль 16 открыт, емкость 8 заполнена жидким метаплом через отверстие в сопле 11; емкость 15 через вентиль

17 заправлена сжатым инертным газом до некоторого давления, вентиль 17 закрыт.

Для заполнения трубопровода 3 металлом закрывают вентиль 16 и открывают вентиль 14. Сжатый газ по магистрали 13 поступает из емкости 15 в емкость 8 и создает в ней некоторое гидростатическое давление, под действием которого во входное отверстие всасывающей ветви 1 направляется струя жидкого металла. Под действием кинетической энергии этой струи через зазор в трубопровод 3 подсасывается металл из ванны 7. Процесс заполнения трубопровода 3 металлом определяется исходным давлением сжатого газа в емкости 15, подъемом температуры газа за счет тепла металла ванны 7, соотношением объемов емкос" тей 8 и трубопровода 3, соотношением площадей зеркала металла в емкости

8, проходного сечения кольцевого за-. !

; эора. Процесс расчитывается таким образом, что к моменту, когда уровень металла в сливной ветви 2 опус" кается ниже уровня металла в ванне

7, гидростатическое давлением в емкости 8 падает до атмосферного, а зеркало металла в емкости 8 еще находится выше входного отверстия трубы 12.

После этого процесс вылета струи иэ сопла 11 прекращается, а сифон начинает работать автоматически.

Для регулирования расхода через сифон изменяют значение зазора пере- мещением трубопровода 3 по вертикали.

Для облегчения запуска сифона, возможно также уменьшение зазора ниже номинального значения. Прекращение действия сифона выполняется изменением значения зазора до минимума путем опускания трубопровода 3 в упор на наружную поверхность сопла 11.

Поскольку трубопровод 3 (сифон) постепенно зарастает твердой фазой, выпадающей из протекающего металла, 822989 8 например магния, то его периодичес-. сменной части и позволяет применить ки заменяют подъемом вверх, освобо- контактный подогрев сифона перед задив от закрепления в обойме 4. Пе- пуском пропусканием через него электред запуском трубопровод 3 предвари- . рического тока. тельно прогревают до температур, Формула изобретения превышаницей -температуру кристаллизации транспортируемого металла, про- 1. Устройсство для перекачки ме- . пусканием через него электрического таллов из ванны металлургического тока {ошиновка не показана). агрегата, содержащее всасывающую

Каналы а сопле 11 и трубе 12, щв и сливную ветвь трубопровода и мастенки емкости 8, канал в магистрали гистраль сжатого газа, о т л и ч а13 зарастают твердой фазой значительно ю щ е -е с я тем, что, с целью сни" медленнее, так как расход через эти . жения стоимости и улучшения условий элементы существует малое время и эксплуатации устройства, в ванну попадание в Них новых порций примесей установлена погружная емкость, соеопределяется только скоростью диффу- диненная перекрываемой магистралью с магистралью сжатого газа, которая

Всли диаметр трубопровода 3 выбира- дополнительно снабжена емкостью доют а некоторым превышением номиналь- зированной подачи газа, а соосно ного з,иачения, а зазором корректируют о с входным отверстием всасывающей расход через сифон по мере его зараста- ветви и с регулируемым зазором отния, то можно продлить ресурс испоаь носительно его контура установлено зования сифона между заменами.. сопло, соединенное трубопроводом

Для заидты емкости 8, емкости 15 с. ногружной емкостью. и магистрали 13 от повышения давления 2. Устройство по п.l, о т л исверх допустимого под влиянием слу- ч а ю щ е е с я тем, что всасываючайных факторов, например попадания щая ветвь трубопровода выполнена влаги, рекомендуется использовать . подвижной относительно сопла. стандартные влагопоглотитени и предохРанитель ые клапаны. . ЗО Источники информации, В предлагаемом устройстве предельно нринятые во вниманйе при экспертизе упрощена форма трубопровода 3, кото..- 1. PK "Металлругия", 1979, У2. рая не имеет никаких уширелий, суже- .. 2. Вяткин И." П. и др. Рафинирований, временных разъемов или заглу- . иие н литье первичного магния. М., . шек, Topeka сливной ветви 2 свободен., "Металлургия", с.120.

Ясе это облегчает условия эксплуата- . . 3. Авторское свидетельство СССР

35 ции устройства, снижает стоимость У 79324, кл. В 22 0 35/04, 1947.

822989

Составитель Г. Титова

Редактор Г. Кацалап Техред Н.Майорош

Корректор Н. Стец

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

Заказ 1949/ll Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Похожие патенты: