Устройство для циркуляционного вакуумирования металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 11 С 21 С 71 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ь кой ью да атей и печ Ме ав- Е Риг,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗО(71) Московский ордена ОктябрьРеволюции и .ордена Трудового Кного Знамени институт стали ивов(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛН ЦИРКуЛНЦ НОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА, соде жащее вакуум-камеру с всасывающим и слйвным патрубками, причем площ сливного патрубка меньше площади всасывающего патрубка, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с цел увеличения производительности тру вакуум-камера выполнена с,попереч ным сечением в виде двух окружнос разного диаметра, сопряженных по сательным с межцентровым расстоян ем, превьзаающим сумму радиусов, при этом всасывающий патрубок вып нен соосно с большей, а сливнойс меньшей окружностями, причем со . ношение радиусов окружностей состляет 2-2,5;1.4ходимостью электромагнитного перемешивания.Целью изобретения является увеличение производительности труда.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для циркуляционного вакуумирования металла, содержащем вакуум-камеру с всасывающим и сливным патрубками, причемплощадь сливного патрубка меньшеплощади всасывающего патрубка,вакуум-камера выполнена в видедвух окружностей разного диаметра,сопряженных по касательным с межцентровым расстоянием, превышающимсумму Радиусов, при этом всасывающий патрубок выполнен соосно сбольшей, а сливной - с меньшей окружностями, причем соотношение радиусов окружностей составляет 2-2,5:1.На фиг. 1 представлено устройство,общий вид; на фиг. 2 - сечение А-Ана фиг. 1.Вакуум-камера 1 представляет собой в проекции плоскость, образующуюся при сопряжении касательнымидвух окружностей разного диаметра,большего 2 и меньшего 3. Радиус большей окружности 2 равен 300 мм, радиус меньшей окружности 3 .Равен150 мм. Их соотношение составляет 2:1.Максимальный размер дна камерысоставляет 1200 мм. В периферийныхзонах соосно с окружностями расположены патрубки, причем диаметр всасывающего патрубка 4 составляет500 мм, а диаметр сливного патрубка5-200 мм, что больше суммы радиусовокружностей на 200 мм.Данное устройство состоит из вакуум-камеры, поперечное сечение которой имеет форму двух окружностейразных радиусов (2-2,5:1), сопряженных по касательным, и двух различного диаметра патрубков, причем всасывающий патрубок в 2,5 раза большесливного,Устройство работает следующимобразом,Вакуум-камеру патрубками, предварительно закрытыми от попаданияв камеру шлака тонкими листами стали, опускают в ковш с жидким металлом с помощью мостового крана. Глубина погружения определяется положением вмонтированного во всасывающийпатрубок аргонного узла. Затем открывают вакуумный затвор. Движениеметалла через камеру осуществляетсяблагодаря вводу аргона во всасывающий патрубок. При движении металлапо всасывающему патрубку происходитего интенсивная дегаэация в пузыри,образующиеся при вводе аргона. Увеличение диаметра всасываюцего патрубка расширяет активную зону дегазации для вакуумируемого металла от 10 Изобретение относится к внепечнойобработке стали в черной металлургиии может быть использовано в процессахциркуляционного вакуумирования.Известно устройство для циркуляционного вакуумирования стали, включающее вакуумную камеру, в нижнейчасти которой встроены два патрубка,в верхней части камеры находится отверстие для выхода отходяцих газовДвижение металлов осуществляетсячерез камеру путем ввода инертногогаза в один из рукавов камеры, выделяющиеся газы откачиваются черезверхнее отверстие вакуумными насосами, Вакуумная камера соединяется 5с насосами с помощью вакуумопровода 1 .Недостатком этого устройстваявляется то, что при такой конструкции дна камеры патрубки располагаются по диаметру, причем на значительном расстоянии от стенок камеры иодин от другого. В процессе вакуумирования металл из всасывающего патрубка, заполняя дно камеры, распределяется по зонам. В начале не весьпоток устремляется к сливному патрубку, так как в противоположномнаправлении от сливного патрубкаобразуется застойная зона для частиметалла в области всасывающего патрубка благодаря возникновению стоячих волн в результате наложенияраспространяющихся вблн металла извсасывающего патрубка и волн примногократном отражении металла отстенки камеры. Другая часть металлапо различным траекториям распростра.няется в сторону сливного патрубка,При этом наикратчайшая траекториядвижения металла находится междупатрубками, другие траектории возмокного движения металла значительнопревышают это расстояние. Вследствие этого растворенные реагенты вжидком металле имеют различное время для вступления в реакцию. Частьреагентов может вообще не вступатьв реакцию, проскакивая вместе с металлом в сливной патрубок, другаячасть металла может длительное время находиться в камере в продегаэированном состоянии.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для циркуляцион ного вакуумирования металла, содержащее вакуум-камеру с всасывающим и сливным патрубками, причем площадь сливного патрубка меньше площади всасывающего патрубка 21, 60Однако устройство характеризуется недостаточно высокой скоростью циркуляции, что увеличивает время вакуумирования, и большим расходом электроэнергии, связанным с необ10 бОб 90 аказ 9975/29 Тираж 568 Подписн НИИИ алкал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проект места ввода аргона до выхода металлаиз всасывающего патрубка. При выходеметалла из всасывающего патрубкаеще более интенсифицируется процессдегазации в соответствии с увеличением контактной площади газ-металлза счет всхлопывания пузырей, фонта-нирования металла. При принятой конструкции дна камеры металл из всасывающего патрубка целиком направляется к сливному патрубку, причем егоскорость непрерывно увеличиваетсяв соответствии с профилем дна, до"полнительно создает. условия для большего перемешивания металла в струяхи тем самым способствует активной 15дегазации в движущемся объеме металла. Выбранное расположение патрубкови поперечного профиля вакуум-камерыисключают застойные зоны, вследствиеэтого обеспечивается одинаковое время пребывания текущей массы металлав камере и создаются равные условиядля дегазации всего вакуумируемогообъема металла, находящегося в камере. Выбор сливного патрубка меньшего диаметра, по сравнению со всасывающим, обусловлен заданием увеличения скорости и связанной с ней кинематической энергии движущегося ме-.талла. Увеличение кинематическойэнергии движущегося металла в сливном патрубке по своему действию эквивалентно удлинению сливного патрубка, что способствует более глубокому проникновению струи металла в ков ше. Это имеет важное значение привакуумировании. При недостаточнойкинетической энергии струи в.сливномпатрубке продегазированный металлперемешивается с металлом в ковше только в верхних горизонтах и поэтому может быть повторно затянут во всасывающий патрубок. Следовательно при таком вакуумировании не весь металл может быть продегазирован, а только лишь верхние слои металла. Глубокое проникновение струи продегазированного металла в ковше способствует более глубокому переюлешиванию металла в ковше, тем самые повышается в целом эффективность дегазации, т.еувеличивается выход отходящих газов из вакуумируемого металла.Использование данного устройства по сравнению с существующим уменьшает время вакуумирования на 30 за счет увеличения скорости движения металла через камеру; сокращает расход электроэнергии на 100 при вакуумировании за счет исключения .индуктора; уменьшает материальные затраты на футеровку вакуум-камеры по сравнению с существующим устройством на 40 за счет уменьшения объема вследствие изменения ее формы; исключает материальные затраты, связанные с изготовлением индуктора; увеличивает выход отходящих газов на 10 по сравнению с существующим устройством. При использовании данного технического решения в промышленных условиях достигается повышение производительности труда примерно на30 за счет сокращения временивакуумирования и получают экономический эффект 30-35 тыс. руб. в годза счет снижения расходов электроэнергии, уменьшения материальных затрат и т д