Устройство для ввода реагентов в расплав

(19) (11) 3 (50 С 2 1 С 1 / 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 773080, кл. С 21 С /00, 1979.2. Технология и оборудование линейного производства . Экспресс-информация ВИНИТИ, В 43, 1981, с. 12.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА РЕАГЕНТОВ В РАСПЛАВ, содержащее полую штангу с колоколом-испарителем, выполненным в вцце цилиндра, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения степени усвоения реагентов, качества металла и снижения его себестоимости, колокол-испаритель выполнен по высоте составным и снабжен разделительной диафрагмой, причем .верхняя часть выполнена герметичной, а нижняя - из пористого огнеупорного материала с пористостью 40-703 и приведенным диаметром пор 0,002-0,004 диаметра колокола-испарителя, причема высота нижней части составляет 1,5- щ 2,5 диаметра колокола-испарителя, а емкость - 0,025-0,150 от объема обрабатываемого металла,1125254 1Изобретение относится к металлур гии к может быть использовано для десульфурации, модифицирования и ра финирования расплавов.Известно устройство для обработки 5 чугуна парами магния, содержащее полую; штангу, несущую колокол-испаритель, который снабжен размещенной в нем с возможностью осевого вра щения втулкой с отверстйями в ее 10 стенке, выполненными с равномерным по периметру втулки шагом и расположенными по касательной к окружности, описанной внутренним радиусом этой втулки, а отверстия в стакане выпол нены в виде сквозных пазов, совпадаю щнх по высоте стакана с отверстиями во втулке 1Недостатком данного устройства является значительная массовая ско-20 рость подачи реагентов в жидкий металл за счет отверстий большого диаметра в стакане, в результате чего в жидком чугуне образуются локальные участки, от которых через расплав поднимаются пары магния в виде пузырей такого же большого диаметра, как и отверстия в стакане, и время кон-. такта. паров магния с расплавом умень-. шается за счет их быстрого всплыва ния на поверхность расплава. Это снижает степень усвоения реагента распла вом и степень рафинирования металлом.Известно устройство для ввода реагентов в расплав, содержащее штангу, З несущую колокол-испаритель в виде. цилиндра. Взаимодействие магния с жидким чугуном происходит через отверстия-окна цилиндра 21 .Недостатком известного устройства 40 .является большая массовая скорость .подачи реагентов в расплав эа счет значительных по размеру выпускных . окон в колоколе-испарителе, что также приводит к недостаточно полному . 4 З усвоению модификатора и недостаточ- . ной степени десульфурации металла, так как большая часть модификатора, быстро всплывая, сгорает на его поверхности, Кроме того, при обработке у расплава не устраняются пики давлений в испарителе и выбросы металла. Все это увеличивает себестоимость обрабатываемого металла и снижает эффективность производства, 55Цель изобретения - повышение степени усвоения реагентов, качества металла и снижение его себестоимости. Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для ввода реагентовв расплав, содержащем полую штангус колоколом-испарителем, выполненньвув виде цилиндра, колокол-испарительвыполнен по высоте составным и снабжен разделительной диафрагмой, причем верхняя часть выполнена герметичной, а нижняя из пористого огнеупорного материала с пористостью 40-703 и приведенным диаметром пор 0,002- 0,004 диаметра колокола-испарителя, причем высота нижней,.части составляет 1,5-2,5 диаметра колокола-испарителя, а емкость - 0,025-0,150 от объема обрабатываемого металла.Наличие диафрагмы, отделяюще",. нижнюю пористую часть колокола-испарителя от верХней герметичной, не позволяет парам реагента проникать и конденсироваться в верхней герметичной части колокола-испарителя. При этом изготовление нижней части колокола-испаритепя пористой (40-707). с приведенным диаметром пор 0,002-0,004 диаметра колокола-испарителя и емкостью нижней части колокола-испарителя, равной 0,025-0, 15 от объема обрабатываемого металла, позволяетдиспергировать пары модификатора до пузырьков, равных диаметру пор. Уменьшение диаметра всплывающих пузырьков модификатора эа счет того, что его пары выделяются через пористый материал с указанным приведеннымдиаметром пор,ведет к снижению скорости всплыванияпузырьков и увеличению времени контакта реагента с жидким металлом,позволяя большему количеству модификатора продиффундировать в расплав,что повышает степень усвоения модификатора. Увеличение количества всплывающих пузырьков меньшего диаметраза счет ввода паров в расплав черезпористую нижнюю часть колокола-иснарителя позволяет увеличить поверх-,ность взаимодействия и время контакта паров модификатора с жидким металлом и интенсифицировать процесс десульфурации, позволяя более глубоко обессеривать расплав, повьшгая качест.во металла. На чертеже ,схематически изображено устройство для ввода реагентов в расплав, общий вид.Устройство содержит полую штангу 1, имеющую внутри трубу 2, на конце которой закреплена диафрагма 3, отдеЗаказ 8437/19 Тираж 539 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г.уыгород, ул.Проектная, 4 3ляющая верхнюю герметичную часть 4колокола-испарителя.от нижней порис. той части 5. Верхняя часть может быть изготовлена из жаропрочной стали, нижняя пористая - из графита. , 5Устройство работает следующим образом.Реагенты в струе инертного газа- носителя по трубе 2 вводятся в порис тую часть 5 колокола-испарителя, по груженного в расплав. За счет тепла жидкого металла, омывающего испаритель, реагенты испаряются и образуется парогазовая смесь, занимающая весь объем колокола-испарителя, кото 15 рая через поры нижней половины испарителя 5 поступает в расплав. Таким образом, происходит диспергирование паров реагента на пузырьки, равные диаметру пор. 20Верхняя герметичная часть 4 колокола-испарителя и диафрагма 3 препят. ствуют отводу газообразных продуктов в непосредственной близости от зерка ла металла, увеличивая тем самым 25 путь прохождения и время контакта паров реагента с расплавом.. Увеличение высоты пористой части свыше 2,5 диаметра колокола-иснарителя приводит к снижению степени усвоения магния и десульфурации чугуна, так как увеличивается скорость обработки расплава. Часть парообразного магния не успевает раствориться и, всплывая, сгорает на поверхности жид-З 5 кого металла, снижая степень усвоения реагента и десульфурации чугуна,При высоте пористой части колокола-испарителя менее .1,5 его диаметра, увеличивается время обработки распла.0 вачто приводит к значительному сни-. жению температуры жидкого чугуна. При порнстости нижней части испа- . рителя менее 40 Х и размере пор 0,002 от диаметра колокола-испарителя степень десульфурации снижается и увеличивается время обработки, что приводит к охлаждению чугуна. Прн пористости нижней части более 703 и размере пор более 0,004 диаметра колоколаиспарителя происходит снижение степеней усвоения, магния и десульфурации чугуна вследствие увеличения скорости обработки расплава, что приводит к тому, что часть паров магния не успевает раствориться и, всплывая, сгорает на поверхности .жидкого чугуна.При емкости нижней части колокола-испарителя менее 0,025 объема обрабатываемого металла наблюдается сни. жение степеней .усвоения магния и десульфурации чугуна. Кроме того, увеличивается время обработки расплава за счет невысоких скоростей подачи паров магния в расплав. При емкости нижней части колокола-испарителя более 0,150 объема обрабатываемого металла возможны выплески металла изэа слишком высокой массовой скорости подачи паров магния в расплав, что ведет к снижению усвоения магния и степени десульфурации чугуна эа счет локального образования больших пузырей паров магния, которые быстро всплывают на поверхность металла и сгорают. Изобретение позволяет увеличить степень усвоения реагента, снизить себестоимость обработки и повысить качество металла эа счет десульфурации и более полного удаления газов и неметаллических включений.