Устройство для глубинной продувки расплава

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii 945183 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

Ъ (22)Заявлено 22.01.81 (2!) 3240783/22-02 (51)М, Кл.

С 21 С 5/48 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

1осударстмнный комитет

СССР лв делам изобретений н открытий (53) УД1 663.184. .142(088.8) Опубликовано 23. 07. 82, бюллетень М 27

Дата опубликования описания 25.07.82

В.А. Сурин, В.К. Ерофеев, Ю,Н. Назаров, цй — Барадин, С,И. Быстров, А.И. Майоров, В.И. Степанов и Г-.С-. Колганов

1 (72) Авторы изобретения

L 4. :

s:..

Московский ордена Трудового Красного Зна ени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЛУБИННОЙ ПРОДУВКИ РАСПЛАВА

Йзобретение относится к черной металлургии, конкретно к устройствам для рафинирования металла, и может быть использовано на тех предприятиях, где по условиям производства необходимо осуществлять обезуглеро" живание легированных расплавов путем продувки последних смесью окислите.ля с газом - разбавителем выделяющейся окиси углерода.

Известны устройства для продувки легированных расплавов.железа смесью окислителя с охлаждающим и являющимся разбавителем выделяющейся окиси углерода газом, состоящие из цент-. ральной металлической трубы для подвода окислителя и периферийного защитного пористого огнеупорного блока с патрубком для подвода охлаждающего газа (11.

Недостатком известных устройств является невозможность достижения высоких значений коэффициентов массопереноса углерода в микрообьемах расплава, что существенно снижает скорость его окисления с соответствующим увеличением угара железа и легирующих компонентов расплава.

Последнее обстоятельство обусловли=, вает высокую себестоимость выплавляемой стали.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае10 мому результату является продувочное устройство для глубинной продувки жидкости, состоящее из цилиндрической трубы с резонаторным излучателем гартмановского типа, закреп15 ленным чашкой резонатора навстречу окислительному потоку у торца трубы, и периферийного защитного пористого огнеупорного блока с патрубками для подвода охлаждающего газа (2).

К недостатку известного устройства относится невозможность осу— ществления обработки жидкости ультра94518

На фиг.1 показано устройство, вертикальный разрез, на фиг.2разрез А-А на фиг.1.

Устройство состоит иэ металлической (стальной или медной)трубы 1, которая заключена в пористый огнеупорный блок 2. В устье металлической трубы вставлен резонаторный излучатель 3, который с помощью сварки или пайки жестко закреплен к выходным концам патрубков 4 а(их число составляет 4-6), служащих для подвода охлаждающе3 звуком с повышенной мощностью, и, как следствие, достижения высоких значений коэффициентов тепломассопереноса в микрообьемах металла, что ухудшает условия протекания S рафинировочных реакций. Данный.недостаток обусловлен частичным уменьшением амплитуды отраженных от чашки резонатора ультразвуковых-. колебаний рафинировочного газа встреч- 1в ным потоком.

Обработка углеродосодержащего легированного расплава железа реак" ционным газом, подаваемым с ультразвуковыми колебаниями относительно слабой мощности, не способствует эффективному протеканию реакции обезуглероживания и приводит к росту угара железа и легирующих с соответствующим удорожанием выплавляе- 20 мой стали.

Цель изобретения - повышение эффективности продувки за счет увеличения амплитуды ультразвуковых колебаний газа. 25

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для глубинной продувки расплава, состоящем из центральной трубы для подвода окислителя, периферийного защитного пористого огнеупорного защитного блока с патрубком для подвода охлаждающего газа и резонаторного излучателя с соплом, резонаторный излучатель закреплен в устье центральной трубы так, что основание излучателя образует в центральной, трубе кольцевое сопло, а патрубки расположены в пористом огнеупорном блоке вокруг центральной трубы с жестким креплением их выводящих концов к телу излучателя. Причем соотношение площадей проходных сечений сопла излучателя и кольцевого сопла составляет 0,2-0,9.

3 ф го (и разбавляющего окись углеро,да) газа (например, аргона) через сопло излучателя 5 к чашке резонатора 6. Подводящие патрубки монтируют концентрично центральной трубе, Шток чашки резонатора 7 жестко закреплен с помощью втулок 8 к телу излучателя 3. Со стороны торца выходного отверстия трубы к штоку чашки резонатора 7 привинчена пористая огнеупорная пробка, которая является основанием 9 излучателя и образует в центральной трубе кольцевое сопло 10.

Внутрвнние диаметры металлической трубы 1 и подводящих патрубков

4 определяются требуемой интенсивностью продувки и составляют, как правило, соответственно 15-40 и

4-12 мм при давлении дутья 5-10 ат.

Соотношение площадей проходных сечений сопла излучателя 5 и кольцевого сопла составляет 0,2-0,9.

При меньшем 0,2 соотношении указанных площадей возникающие при отражении от резонаторной чашки ультразвуковые колебания не обладают достаточной мощностью и эффект их воздействия на расплав становится незначительным.

При большем 0,9 соотношении проходных сечений, в силу природы возникновения ультразвука, резонаторный излучатель не способен возбуждать колебания ультразвуковой чистоты.

Устройство работает следующим образом.

Окислительный газ, например, кислород или смесь кислорода и аргона с содержанием последнего 30-50 > подают в расплав через металлическую трубу 1. Газ, разбавляющий окись углерода, например, аргон, подают в расплав через огнеупорный блок 2 (5-10i от расхода кислорода ), а оставшуюся его часть (40-90 от расхода кислорода) нагнетают с помощью патрубков 4 через сопло излучателя 5 к чашке резонатора 6. При этом часть аргона (5-84 от поступающего к чашке резонатора) поступает в расплав через основание излучателя 9, экранируя торец устройства от воздействия высоких температур. Ф

Поток окислительного газа эжектирует отраженный от чашки резона5 9451 тора 6 с ультразвуковой частотой поток аргона с сохранением высокой мощности газовой струи. Результирующий пульсирующий. поток окислителя и аргона поступает в расплав через S кольцевую щель.10.

При воздействии на легированную ванну дутья, подаваемого с ультразвуковой частотой большой мощности в микрообъемах расплава вследствие кавитационных явлений, существенно улучшаются условия выделения окиси углерода с соответствующим повышением скорости его окисления и снижением угара железа и легирующих. Последнее обстоятельство позволяет существенно снизить себестоимость выплавляемой стали.

83 6 подвода охлаждающего газа и резона . торного излучателя с соплом, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности продувки эа счет увеличения амплитуды ультразвуковых колебаний газа, резонаторный излучатель закреплен в устье центральной трубы, при этом основание излучателя образует в центральной трубе кольцевое сопла, а патрубки. расположены в пористом огнеупорном блоке вокруг центральной трубы с жестким креплением их выводящих концов к телу излучателя.

2. Устройство по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что соотношение площадей проходных сечений сопла излучателя и кольцевого сопла составляет 0,2-0,9.

Формула изобретения

1. Устройство для глубинной продувки расплава, состоящее из центральной трубы для подвода окислителя 2$ периферийного защитного пориетогоогнеупорного блока с патрубками для

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент ФРГ и 1433398, кл. С 21 С 5/48, 1978.

2. Труды 1Х Всесеоюзной акустической конференции. M., 1977, с.124-130 °

945183

Составитель О. Попов

Редактор Н. Рогулич Техред А.Бабинец Корректор Г. Огар аказ 52 1 3 Тираж 5 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,