Устройство для рафинирования металла в струе

(19) (11) 3151) В 22 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ьскойсного 3 ото- НИ- жаЛЯ РАФ УЕ, сод ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский ордена Октябрволюции и ордена Трудового Крамени институт стали и сплавов(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО Д ИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА В СТР е щее футерованный корпус с последовательно расположенными в нем металлопроводом коллектора ввода инертного газа и спускным рукавом, отличающееся тем, что, с целью повышения качества слитка за счет более эффективного рафинирования разливаемого металла, оно дополнительно содержит футерованную камеру для защиты струи металла от вторичного окисления, расположенную над металлопроводом коллектора ввода инертного газа, пористое огнеупорное кольцо, размещенное в футеровке корпуса в зоне отверстий коллектора ввода инертного газа, и кольцевой коллектор вывода инертного газа с металлопроводом и отсасывающим устройством, расположенный между металлопроводом коллектора ввода инертного газа и спускным рукавом.1042877 40 2. Устройство по и, 1, отличающееся тем, что длина верхней части металлопровода коллектора ввода инертного газа от его верхнего торца до уровня, на котором расположены центры отверстий для подачи инертного газа, в 2-5 раз меньше длины нижней части этого металлопровода от того же уровня до его нижнего торца.3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что длина металлопровода коллектора 1Изобретение относится к черной металлургии, в частности к непрерывной разливке стали.Известно устройство для дегазации и рафинирования, состоящее из герметичной емкости с крышкой, соединенной с вакуум-проводом и трубопроводом подвода газа, причем крышка выполнена в виде цилиндрической емкости с отверстиями в дне. Газ, проходя через от 1 верстия в жидкий металл, способствует его дегазации и удалению неметаллических включений. После прекращения подачи инертного газа в емкости создают разрежение 1-5 мм рт.ст. Под действием атмосферного давления жидкий металл через отверстия попадает в емкость, дробясь на многочисленные струи, что в сочетании с низким давлением приводит к высокой степени его дегазации 1.Недостатками этого устройства являются периодичность действия и сложность в эксплуатации, связанная с заметалливанием отверстий,Известно устройство для разливки стали, состоящее из сталеразливочного стакана с изменяющейся по высоте пористостью, коллектора и патрубков для подвода инертного газа 2 .Указанное устройство не обеспечивает защиту струи металла от вторичного окисления.Известно устройство для рафинирования металла в струе, содержащее футерованный корпус с последовательно расположенным в нем металлопроводом коллектора ввода инертного газа и спускным рукавом, предназначенное для защиты струи металла от вторичного окисления, дегазации и удаления неметаллических включений, 3.Однако оно не обеспечивает высокой степени дегазации и удаления неметаллических включений, так как значительная часть инертного газа расходуется на обдув струи, а всплывающие неметаллические ввода инертного газа в 1,5 - 6 раз больше, чем длина металлопровода коллектора вывода инертного газа, а его сечение в 2-6 раз меньше, чем сечение металлопровода коллектора вывода инертного газа.4. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что пористое кольцо выполнено составным по высоте, причем его верхняя часть имеет газопроницаемость в 2-3 раза большую, чем нижняя часть. включения остаются на поверхности ванны жидкого металла в кристаллизаторе. Кроме того, происходит интенсивный барботаж в лунке жидкого металла. Все это отрицательно сказывается на качестве получаемого слитка,Целью изобретения является повышение качества слитка за счет более эффективного рафинирования разливаемого,металла.Поставленная цель достигается тем, что устройство для рафинирования металла в струе, содержащее футерованный корпус с последовательно расположенными в нем металлопроводом коллектора ввода инертного газа и спускным рукавом, дополнительно содержит футерованную камеру для защиты струи металла от вторичного окисления, расположенную над металлопроводом коллектора ввода инертного газа, пористое огнеупорное кольцо, размещенное в футеровке корпуса в зоне отверстий коллектора ввода инертного газа, и кольцевой коллектор вывода инертного газа с металлопроводом и отсасывающим устройством, расположенный между металлопроводом коллектора ввода инертного газа и спускным рукавом.Длина верхней части металлопровода коллектора ввода инертного газа от его верхнего торца до уровня, на котором расположены центры отверстий для подачи инертного газа, в 2-5 раз меньше длины нижней части этого металлопровода от ука.- занного уровня до его нижнего торца.Длина металлопровода коллектора ввода инертного газа в 1,5-6 раз больше, чем длина металлопровода коллектора вывода инертного газа, а его сечение в 2-6 раз мень ше, чем сечение металлопровода коллектора вывода инертного газа. 5 1 а 15 2025 30 35 Пористое кольцо выполнено составным по высоте, причем его верхняя часть имеет газопроницаемость в 2-3 раза большую, чем нижняя часть.1042877 Составитель А. Иванов Редактор Р. Цицика Техред И. Верес Корректор О. Билак Заказ 7199(13 Тираж 83 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4На чертеже показано предлагаемое устройство.Устройство состоит из корпуса 1, футерованного огнеупорной массой 2, патрубков 3 и 4 и отсасывающего устройства 5.Корпус 1 включает футерованную камеру6 для защиты струи металла от вторичногоокисления, коллектор 7 ввода и коллектор8 вывода инертного газа, спускной рукав 9.Камера 6 в верхней части имеет кольцевойпаз 10 для уплотнения с сталеразливочным 10ковшом. Коллектор ввода инертного газасостоит из кольцевой полости 11, металлопровода 12, отверстий 13 и пористого коль-ца 14,Коллектор вывода инертного газа состоитиз кольцевой полости .15, металлопровода16, отверстий 17 с вставками 18. Сверхуна камеру 6 установлен сталеразливочныйковш 19 с уплотняющим резиновым кольцом 20 и сталеразливочным стаканом 21.Верхняя часть А металлопровода 12 коллектора ввода инертного газа от его верхнего торца до уровня, на котором расположены центры отверстий 13, имеет длину в2-5 раз меньшую, чем длина нижней частиВ от указанного уровня до его нижнего торца. Суммарная высота частей А и В металлопровода 12 коллектора ввода инертногогаза в 1,5-6 раз больше, чем длина С металлопровода 16 коллектора вывода инертного газа, а сечение Р металлопровода 12коллектора ввода инертного газа в 2-6 раз ЗОменьше, чем сечение Е металлопровода 16коллектора вывода инертного газа.Жидкий металл из сталеразливочногостакана 21 ковша 19 поступает в камеру6, проходит по металлопроводам 12 и 16,спускному рукаву 9 и поступает в водо-, 35охлаждаемый кристаллизатор МНЛЗ. Инертный газ, например аргон; по патрубку 3 поддавлением поступает в коллектор 7 вводачерез кольцевую полость 11, отверстие 13и пористое кольцо 14, В металлопроводе 4 О12 он смешивается с металлом. При этомчерез верхнюю, более газоп роя ицаемуючасть пористого кольца 14, аргон проходитв виде крупных пузырей, подъемная силакоторых достаточна для их всплывания иобрабатываемом металле. Через нижнюю, 45менее газопроницаемую часть пористогокольца аргой проходит в виде мелких пузырей, увлекаемых потоком металла и дегазирующих последствий. Всплывающие газовые пузыри обеспечивают удаление неметаллических включений и частичную дегазацию металла, а при выходе из него заполняют камеру 6, предотвращая окисление падающей струи.В металлопроводе 16 инертный газ с примесью газов, перешедших из металла, удаляется из струи отсасывающим устройством 5, например пароэжекторным насосом. Прн этом газ проходит через вставки 18, отверстие 17, кольцевую полость 15, патрубок 4 отвода и отсасывающее устройство 5. Наличие вставок 18 предотвращает попадание металла в кольцевую полость 15 в случае неконтролируемого подъема уровня металла в металлопроводе 16, Длина верхней части А металлопровода 12 выполнена в 2-5 раз меньшей, чем длина его нижней части В, исходя из условий получения необходимой степени неметаллических включений и газов из металла всплывающими пузырями инертного . газа, увлекаемыми струей в нижнюю часть металлопровода 2.Суммарная длина частей А и В металло- провода 12 выполнена в 1,5-6 раз большей, чем высота С металлопровода 1 б, исходя из условий наилучшего смешения инертного газа с струей металла и для более полной диффузии газов, растворенных в металле в пузыри инертного газа.Сечение Р металлопровода 12 выполнено в 2-6 раз меньшим, чем сечение Е металло- провода 16, исходя из условий более полного проникновения инертного газа в объем металла и максимального рафинирования при движении в металлопроводе 12. Металлический корпус 1 и футерованная огнеупорная масса 2 (последняя н пористое кольцо 14 выполнены, например, из муллита) воспринимают все механические нагрузки и гасят их, а также обеспечивают герметичность устройства. В предлагаемом устройстве металл рафинируется в струе. Непрерывная обработка металла инертным газом и вакуумом обеспечивают сокращение удельного расхода инертного газа по сравнению с известным. Повышение степени рафинирования металла от газов и неметаллических включений дает увеличение выхода годного, стабильное качество готового металла и обеспечивает значительный технико-экономический эффект.