Устройство для циркуляционного вакуумирования стали

(19) (1 0 3(58 С 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 вгмО а ф.ь ъЕ.1 Г.фохтинрьскойКрасносплавов Внепечное "Металлур о 9 Й ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ(71) Московский ордена Октяреволюции и ордена Трудовогго Знамени институт стали и(56) 1. Морозов А.Н.и др.вакуумирование стали. М.,гия", 1975, с.152,2. Авторское свидетельстМ 521322, кл, С 21 С 7/10,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУМИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащее вакуум-камеру, сливной и всасывающий патрубки и сопло для вводаинертного газа, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью сокращениявремени вакуумирования и повышениякачества стали, всасывающий патрубокснабжен конусной насадкой, внутрикоторой соосно вмонтировано соплодля ввода инертного газа, при этомконусная насадка установлена сооснос торца всасывающего патрубка, набоковых стенках которого в нижнейчасти выполнено два отверстия дляввода металла.Иэооретение относится к чернойметаллургии и может быть использовано при внепечной обработке сталициркуляционным способом,Известно устройство для вакуумирования металла циркуляционным способом, содержащее вакуум-камеру в видецилиндра, в нижней части которогоимеется два патрубка, а в верхнейчасти камеры имеется отверстие длявыхода отходящих газов, В месте отверстия камера подсоединена к вакуумопроводу, соединяющему ее с насосами, В один из патрубков, называемый всасывающим, вмонтирована трубкамалого диаметра - сопло, через которую в патрубок вводится инертныйгаз, Перед вакуумированием камеруопускают в ковш с жидким металлом,включают насосы, а затем подаютинертный газ во всасывающий патрубок,Благодаря разности плотностей металла и газометаллической смеси всливном и во всасывающем патрубке,возникает движение металла черезкамеру. Попадая в вакуум-камеру,.металл дегазируется а отходящиегазы, выделившиеся в результате дегазации, откачиваются насосами черезвакуумонровод 11 .Недостатком этого устройства 30является то, что применяете трубкисопла для ввода инертного газа монтируются в боковой стенке всасывающего патрубка. При таком вводеинертного газа через сопло в боковойстенке патрубка не используются все.потенциальные возможности несущейспособности инертного газа. Такпри малых расходах вводимого инертного газа при выбранном сечениисопла, скорость истечения газа мала, 40в результате образующиеся пузырькиинертного газа распространяютсявдоль стенки, вследствие этогоуменьшается несущая транспортирующая ) способность газа, т.е. обеспечивается малый расход металла черезкамеру. Для обеспечения большегорасхода металла через камеру, сцелью увеличения выхода отходящихгазов необходимо вводить повышенныерасходы инертного газа во всасывающий патрубок, однако при повышенныхрасходах вводимого инертного газавозрастает кинетическая энергия проникновения в металл струи, котораяможет достигать противоположнойстенки патрубка. Ее воздействиена стенку патрубка приводит к разрушению стенки, при этом происходитформирование крупных пузырьковинертного газа, которые, поднимаясь 60по всасывающему патрубку, быстро. коагулируют, следовательно, увеличивается объем газовой Фазы в патрубкеи снижается доля металлической фазы.Таким образом, как малые так и у большие расходы вводимого инертного газа во всасывающий патрубок камеры не обеспечивают больших массовых расходов металла через камеру, следовательно, не достигается большой эффективности в дегазации. Увеличение диаметра сопла, с целью ввода больших объемов инертного газа при малых скоростях истечения, приводит к Формированию укрупненных газовых ,пузырьков, что уменьшает межфазную реакционную поверхность и эффективность дегазации металла во всасывающем патрубке, Кроме того, эона футеровки вокруг сопла подвергается быстрому разрушению вследствие интенсивных кавитационных явлений, возникающих при истечении струи газа из сопла, что снижает срок службы всасывающего патрубка и, в некоторых случаях, время эксплуатации камеры ограничивается 8-10 вакуумированиями.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для циркуляционного вакуумирования стали, содержащее вакуум-камеру, сливной и всасывающий патрубки и сопло для ввода инертного газа 2 .Однако при использовании данного устройства не обеспечивается в достаточной мере равномерное распределение вводимого газа в металле как по плошади сечения, так и по объему патрубка, вследствие смещенного в пристеночную область патрубка центра образования пузырей, а следовательно, не полностью используется транс,портирующая способность вводимого газа. В результате не производится ,гибкого регулирования массовым расходом металла через камеру в зависимости от вводимого инертного газа во время вакуумирования.Целью изобретения является сокращение времени вакуумирования и повышение качества стали.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для циркуляционного вакуумирования стали,содержащем вакуум-камеру, сливной й всасывающий патрубки и сопло для ввода инертного газа, всасывающий патрубок снабжен конусной насадкой, внутри которой соосно вмонтировано сопло для ввода инертного газа, при этом конусная насадка установлена соосно с торца всасывающего .патрубка, на боковых стенках которого в нижней части выполнено два отверстия для ввода металла.Трубка-сопла, находящаяся в центре конусной насадки, расположенной в нижней части со стороны торца всасывающего патрубка, обеспечивает при вводе инертного газа распределение его в центре потока металла, а пористая поверхность конусной насадки1096285 является дополнительным источникомэ арождения газовых пузырей, образ ующихся при втекании металла черезбоковые отверстия в патрубке- всеэто вместе обеспечивает равномерноераспределение газа как по площади,.так и по объему всасывающего патрубка, и увеличение несущей транспортирующей способности газа.На фиг. 1 показано устройство,общий вид; на фиг. 2 - сечение А-Ана фиг, 1,Предлагаемое устройство состоитиэ вакуум-камеры 1, сливного 2 ивсасывающего 3 патрубков. Всасывающий патрубок 3 имеет в нижней частиконусную насадку 4, в которую вмонтирована трубка-сопло 5. В областиконусной насадки 4 во всасывающемпатрубке 3 имеются два боковых отверстия б.Устройство работает следующимобразом,Перед вакуумированием патрубки2 и 3 камеры 1 закрывают тонкимистальными листами, предохраняющимиот попадания в патрубки шлака приопускании камеры 1 в ковш с жидкимметаллом. Включают насосы и осуществляют подачу инертного газа, черезсопло 5. Вначале вакуумированияметалл поступает в камеру под действием разности барометрического иостаточного давления, затем, благодаря вводу инертного газа, осуществляется движение металла за счетразности плотностей металла в сливном 2 и гаэометаллической смесиво всасывающем 3 патрубке. Металлпопадает во всасывающий патрубокчерез боковые отверстия и находитсяв контакте с поверхностью конуснойнасадки 4. Зарождающиеся на этойповерхности газовые пузырьки дополнительно насыщают жидкий металлмелкодисперсной газовой фазой.Инертный гаэ, выходящий из трубки-соплаА-А 5, распределяется в центре потокаметалла. Такая органиэация вводаинертного газа и действие поверхности конусной насадки обеспечиваетравномерное насыщейие металла газовыми пузырьками во всасывающемпатрубке 3, что способствует дегаэации металла в патрубке и увеличивает транспортирующую способность вводимого газа. Это позволяет осущест влять регулирование расхода металлачерез камеру в широком диапазоне, чтоимеет особенно важное значение прирегулировании в области повышенныхмассовых расходов металла при актив ном удалении отходящих газов за счетдегазации металла в пузыри вводимого газа. Расположение трубки дляввода инертного газа в нижней частивсасывающего патрубка частично увеличивает скорость циркуляции металлаа зона футеровкн вокруг нее не подвержена в значительной мере быстромуразрушению при вакуумировании металла. Таким образом, расположение труб.ки-сопла в нижней части всасывающего патрубки 3 способствует сокращению времени вакуумирования эа счетувеличения скорости циркуляции и повышенного количества отходящихгазов, а также продлевает межремонтное время всасывающего патрубка.Использование данного изобретения по сравнению с прототипом обеспечивает сокращение времени вакууми рования на 20-30 за счет увеличенияма"сового расхода металла черезкамеру, повышение удаления отходящих газов в среднем на 20 эа счетулучшения диспергирования газа во всасыв ающем патру 6 к е . Срок службы ар гон ного узла и всасывающего патрубка увеличивается на 25 эа счет уменьшениявлияния разрушительного действияструи инертного газа на всасывающийпатрубок. ВКИИПИ Заказ 3746/18 Тираж 540 Подписное Филиал ППП фПатент",г.ужгород,ул.Проектная,4