Ячейка с твердым кислород-ионнымэлектролитом для дегазации жидкогометалла

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик

<и1840137 (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05. 06. 79 (21) 2775019/22-02 с присоединением заявки Ж (23) П рноритет (5l )A%. Кл.

С 21 С 7/00

3Ъеударстаеиимй камитет

СССР ао делам изобретений н открытий

{5З) УДК 669.046. .517 (088.8) Опубликовано 23. 06. 81, Бюллетень М 2З

Дата опубликования описания 26.06.81

В.С. Кочо,-"Л.Ф. Чупровский, Л.Ш. Мели

Э.С. Сааков и Т.Б. Мелик-Шахназарова азарбв-,- — -.

f (72) Авторы изобретения с с

Ф

Киевский ордена Ленина политехнически институз ..-:,.-,им. 50-летия Великой Октябрьской социалистйческой...революции (71) Заявитель (54) ЯЧЕЙКА С ТВЕРДЫМ КИСЛОРОД-HOHHblM

ЭЛЕКТРОЛИТОМ ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ ЖИДКОГО . МЕТАЛЛА

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть при-. менено как в сталеплавильных цехах, так и при непрерывной разливке стали.

Известно устройство для дегазации жидкого металла, содержащее катод и. анод, причем катод вьптолнен полым и установлен в неэлектропроводной камере. При подаче напряжения на анод и катод на катоде выделяется газ водород, который периодически удаляется

10 в поглощающий его шлак путем перемещения жидкого металла в перемещающейся неэлектропроводной камере 1.1) .

Наиболее близким по техническсй

$5 сущности к предлагаемому является ячейка с твердым кислород-ионным. электролитом для диссоциации пара (2$

Ячейка предназначена главным образом для получения газообразного водорода. Используется ячейка с твердым кислород-ионным электролитом, к противоположным поверхностям которой присоединены катод и анод от источника напряжения. К аноду подается восстанавливающий газ для его деполяризации.

Недостаток ячейки — возникновение поляризационного сопротивления в зоне контакта твердого электролита с анодом и катодом при дегазации жидкого металла вследствие постоянного контакта источника напряжения с поверхностью твердого электролита.

Цель изобретения — уменьшение поляризационного сопротивления и увели" чение интенсивности дегазации жидкого металла.

Поставленная цель достигается тем, что анод установлен с возможностью . вращения и выполнен в виде полого металлического стержня, контактирующего с внутренней поверхностью оболочки через ролики из твердоэлектролитного материала, присоединенных к стержню на радиальных трубках в плоскостях качения, перпендикулярных оси оболочки, а профиль сечения поверх3 8401 3 ности качения каждого ролика выполнен зубчатым с отверстием для прохода газоносителя.

На чертеже изображен общий вид ячейки с твердым кислород-ионным электролитом для дегазации жидкого металла в разрезе.

На торце водоохлаждаемой штанги I установлена оболочка 2, из твердого электролита. В оболочку 2 вставлена 1р пробка 3, через отверстие 4 которой выходит газоноситель 5, поступающий в оболочку 2 через полость 6 стержня анода 7 по радиальным трубкам 8 и отверстиям 9 на роликах 10. Ролики 15

10 установлены на радиальных труб ках 8 с помощью герметизирующих саль ников ll, с помощью которых ролики

10 свободно должны катиться по внутренней поверхности оболочки 2. Радиальные трубки абладают пружинящим действием для плотного прижатия зубчатого профиля поверхности 12 Качения каждого ролика 10 к внутренней поверхности оболочки 2 из твердого электролита. К положительному полюсу источника 13 напряжения подсоединен металлический корпус стержня анода 7, а минус источника 13 напряжения подсоединен к корпусу водоохлаждаемой штанги I. Через ось 14 привод 15 вращения передает крутящий момент на стержень анода 7. Уплотняющая прокладка 16 герметизирует полость оболочки 2.

Устройство работает следующим образом.

При погружении зонда I с оболочкой

2 из твердого электролита под уровень жидкого металла начинает работать привод 15 вращения. Ролики 10 в про- 4р цессе вращения оси 14 с закрепленным на ней стержнем анода 7 совершают каче» ние по внутренней поверхности оболочки

2 в плоскости, перпендикулярной оси стержня анода 7. Через внутреннюю 45 полость оси 14 и полость 6 подается газоноситель внутрь радиальных трубок 8, который далее поступает в область контакта зубчатого профиля ролика 10.

S0

Ионы кислорода под влиянием напряжения источника 13 переносятся из жидкого металла через оболочку 2 из твердого электролита в область контакта зубцов 12 роликов 10, омываемых газоносителем 5, который адсорби4

7 4 рует кислород и уносит его через отверстие 4.

Использование перемещающихся контактов 12 зубчатого профиля и подачи в место контактов с поверхностью из твердого электролита газоносителя 5 через отверстие 9 в роликах 10 исключает поляризационные явления, так как кислород, выделяясь в.месте контакта, не адсорбируется на поверхности, а уносится в газовую фазу. Ток ионного переноса кислорода при перемещающихся контактах сохраняется на первоначальном высоком уровне порядка нескольких ампер на квадратный сантиметр поверхности.

Увеличение интенсивности дегазации жидкого металла с помощью ячеек из твердых кислород-ионных электролитов позволяет применить эти устройства в промышленном масштабе для раскисления стали в сталеплавильных печах, что сокращает расход раскислителей.

Формула изобретения

Ячейка с твердым кислород-ионным электролитом для дегазации жидкого металла, содержащая оболочку из твердого электролита со встроенным в нее анодом, соединенным с источником напряжения, катод которого контактирует с оболочкой через слой жидкого металла, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения поляризационного сопротивления и увеличения интенсивности дегазации жидкого металла анод установлен с возможностью вращения и выполнен в виде полого металлического стержня, контактирующего с внутренней поверхностью оболоч" ки через ролики из твердоэлектролитного материала, присоединенных к стержню на радиальных трубках в плоскостях качения, перпендикулярных оси оболочки, а профиль сечения поверхности качения каждого ролика выполнен зубчатым с отверстиями для прохода газоносителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 465436, кл. С 22 В 9/12, 1973.

2. Патент США Ф 3635812, кл. 204-193, опублик. 1972.

840I37

Составитель Ю. Пак

Редактор М. 3Ъскович Техред И. Голинка

Корректор С. Шекмар

Заказ 4667 34 Тираж 618

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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