Устройство для рафинирования расплавленных металлов

9 00//С 22 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Р 93 оЕ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИД У ЕЛ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВ НИЯ РАСПЛАВЛЕННЫХ МЕТАЛЛОВ по авт 9 1018996, о т л и ч а ю ш е е с тем,что, с целью повышения степен рафинирования, на внутренней боко поверхности каждой емкости, запол ной абсорбентом, выполнен ряд гор зонтальных ребер, расположенных по высоте с шагом, равным 0,2-0,4 высоты заполнения емкости абсорбе том, причем ширина ребер составля 0,3-0,6 диаметра гранулы абсорбенНа внутренней боковой поверхности той части емкости элемента б, которая заполнена абсорбентом 18, выполнен по своему периметру ряд горизонтально расположенных ребер 19.Второй фильтрующий элемент 7, являющийся фильтром тонкой очистки расплава, также выполнен в виде металлической емкости с дном 20,Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности крафинированию расплавленных металловот неметаллических и газовых включений.5По основному авт,св. М 1018996известно устройство для рафинирования расплавленных металлов, содержащее камеру с загрузочным отверстием, разделенную огнеупорной, не доходящей до дна перегородкой на нисходящее и восходящее отделения,фильтрующий элемент, выполненныйподвижным в вертикальной плоскостив виде емкости с перфорированнымдном, заполненной абсорбентом с 15различной крупностью, и приспособление для подачи газа. Причем устройство снабжено дополнительной огнеупорной перегородкой, смонтированнойна дне камеры, дойолнительным фильтру.щющим элементом установленным междудвумя огнеупорными перегородками,дополнительным перфорированным дномв фильтрующем элементе, установленным первым относительно загрузочного отверстия, с заполнением первогофильтрующего элемента более крупнымабсорбентом, второго фильтрующегоэлемента - более мелким абсорбентом,приспособление для подачи газарасположено под первым фильтрующимэлементом. Кроме таго, оба фильтрующих элемента выполнены в виде выемных кассет, Причем общая площадьотверстий в перфорированном дне первого фильтрующего элемента составляет 20-60 площади дна,а отношениедиаметра каждого из отверстий кшагу между ними 0,3-0,7, Общаяплощадь отверстий в дополнительномперфорированном дне первого Фильтрую 40щего элемента составляет 15-40площади его поперечного сечения, аотношение диаметра каждого из отверстий к шагу между ними 0,1-0,4 11Недостатком известного устройстьа является то, что оно, вследствиевозникновения так называемого пристеночного эффекта не обеспечиваетдостаточно высокой степени рафинирования расплава. Это вызвано тем,что периферийные слои абсорбентакаждого иэ фильтрующих элементов со-прягаются с плоской .внутренней боковой поверхностью емкости элемента.В Результате этого расплавленныйметалл в таких пристеночных зонахтечет не по извилистому пути)как ондвижется между частицами абсорбентав центральных его слоях, а прямолинейно, что ведет к уменьшению сопротивления течению расплава и, сл дле оЬОвательно, к увеличению скорости егодвижения. Повышение же скорости течения расплава через абсорбент в этихпристеночных зонах является причинойтого, что абсорбент не успевает 65 задерживать неметаллические включения из расплава и, более того, даже наблюдается срыв потоком расплава ранее задержанных включений с,поверхности абсорбента. Все это приводит к снижению степени рафинирования расплава.Целью изобретения является повышение степени рафинирования расплавленных металлов.Поставленная цель достигаетея тем, что в устройстве для рафинирования расплавленных металлов на внутренней боковой поверхности каждой емкости, заполненной абсорбентом, выполнен ряд горизонтальных ребер, расположенных по высоте с шагом, равным 0,2-0,4 высоты заполнения емкости абсорбентом, причем ширина ребер составляет 0,3-0,6 диаметра гранулы абсорбента.На чертеже показано устройство, продольный разрез.Устройство для рафинироЦания расплавленных металлов содержйт камеру 1 из огнеупорного материала, разделенную вертикальной огнеупорной перегородкой 2, не доходящей до дна камеры на нисходящее 3 и восходящее 4 отделения.Нисходящее отделение 3, в свою очередь, разделено дополнительной огнеупорной перегородкой 5, закрепленной на дне камеры 1, на две зоны, в одной из которых установлен фильтрующий элемент 6, а в другой - фильт рующий элемент .7. Нисходящее отделение 3 камеры 1 посредством загрузочного отверстия 8 соединено с миксером 9, снабженным леткой 10 и заглушкой 11.Фильтрующий элемент б, служащий для грубой очистки расплава, выполнен в виде металлической емкости с двумя расположенными на расстоянии одно от другого днищами; верхним 12 и нижним 13, перфорированными отверстиями соответственно 14 и 15. Между днищами 12 и 13 размещена газовая камера 16, а под нижним днищем 13 смонтировано приспособление 17 для подачи газа.Емкость элемента б заполнена круп. ным абсорбентом 18 в виде гранулированного материала, диаметр гранул которого выбран равным 12-15 мм. Абсорбент 18 насыпан на верхнее днище 12.1108120 Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Заказ 5840/18 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул.Проектная, 4 перфорированным отверстиями 21. Емкость элемента 7 заполнена мелким абсорбентом 22 в виде гранулированного материала, насыпанным на дно 20. Диаметр гранул абсорбента 22 выбран равным 3-10 мм. 5На внутренней боковой поверхности части емкости элемента 7, заполненной абсорбентом 22, выполнен по своему периметру ряд горизонтально расположенных ребер 23. юРебра 19 элемента 6 и ребра 23 элемента 7 расположены на высоте с шагом, равным 0,2-0,4 высоты заполнения емкости абсорбентом соответственно 18 и 22,. 15При меньшем шаге расположения ребер 19 и 23, чем величина 0,2 высоты заполнения емкости абсорбентом 18 и 22; ребра 19 и 23 в емкости расположены очень часто, и поэтому резко возрастает сопротивление течению расплава в пристеночных зонах фильтрующих элементов б и 7, а это приводит к застою расплава между ребрами 19. и 23 и снижению эффективности и производительности процесса.При шаге, превышающем величину 0,4 высоты заполнения емкости абсорбентом 18 и 22, ребра 19 и 23 располагаются слишком далеко друг от друга и от дна емкости, не оказыва ют необходимое сопротивление течению расплава и имеет место пристеночный эффект.Ребра 19 и 23 имеют ширину, равную 0,3-0,6 диаметра гранулы абсор бентов соответственно 18 и 22. При ширине ребер 19 и 23, меньшей величины 0,3 диаметра гранулы, ребра 19 и 23 будут узкими и не устранят пристеночный эффект. Если ширина ребер 19 и 23 будет превышать величину 0,6 диаметра гранулы абсорбента 18 и 22, то ребра 19 и 23 получаются слишком широкими, сопротивление течению расплава резко возрастает, и возникают застойные зоны 45 расплава, снижающие. эффективность и производительность процесса.В боковой стенке элемента 7, обра щенной к элементу б, выполнено окно 24, расположенное на высоте от дна камеры 1, равной высоте перегородки 5.Оба фильтрующих элемента б и 7 и перегородка 2 расположены на одинаковой высоте от дна камеры 1 и могут 55 быть выполнены как подвижными в вертикальной плоскости, так и фиксированными за края камеры 1, При этом элементы б и 7 выполнены сменными. Восходящее отделение 4 представляет собой раздаточный отсек, который образован перегородкой 2 и стенкой камеры 1, в которой выполнен выпускной канал 25, соединенный с раздаточным лотком 26.Уровень размещения абсорбента 18 в первом элементе б и окна 24 элемента 7 расположены ниже уровня расплавленного металла. Абсорбент 22 второго элемента 7 размещен ниже уровня окна 24, а выпускной канал 25 расположен на одном уровне с абсорбентом 22.Такое расположение элементов б и 7, окна 24, канала 25 и уровней абсорбентов 18 и 22 обеспечивает оптимальный перепад давления при одновременно противоположном течении, т.е. достигаются оптимальные гидро- динамические условия движения расплава и газа.Устройство работает следующим образом.Перед заполнением первого фильтрую- щего элемента б расплавленным металлом через его нижнее перфорированное днище 13 приспособлением 17 пропускают рафинирующий газ. Затем расплав из миксера 9 через отверстие 8 поступает в элемент б. Расплав, проходя через абсорбент 18, отверстия 14 в днище 12 и камеру 16, разбивается на множество мелких струек, которые очищаются от неметаллических и газовых включений. При этом расплав, протекая через абсорбент в пристеночной зоне, огибает ребра 19 и в результате этого снижает свою скорость движения в этой зоне, выравнивания ее со скоростью движения в остальной части элемента. Благодаря этому сводится к минимуму пристеночный эффект, улучшается степень грубой очистки расплава от крупных неметаллических включений.Из. газовой камеры 16 расплав поступает снизу вверх в нисходящее отделение 3 и оттуда через окно 24 ьо второй фильтрующий элемент 7 на тонкую очистку от мелких включений. Расплав проходит сверху вниз через абсорбент 22 элемента 7 и благодаря наличию на внутренней боко. вой поверхности емкости элемента ребер 23, которые расплав огибает, скорость его движения в пристеночной и центральных зонах выравнивается, что,приводит к более тщательной и равномерной очистке расплава от мелких неметаллических включений и повышению степени рафинирования.