Устройство для рафинирования железоуглеродистых расплавов

)5 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ(56) Явойский В.И. и др. Металлургия стал- М,: Металлургия, 1971, с, 816,Сергеев А.Б, и др. Вакуумный дуговопереплав конструкционной стали. - М.: Мталлургия, 1974, с. 192.Авторское свидетельтво СССРМ 539083, кл, С 21.С 7/10, 1976.Авторское свидетельство СССРМ 502043, кл, С 21 С 7/10, 1976.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРО ИЖЕЛ ЕЗ ОУГЛ Е РОДИСТЫХ РАСПЛ(57) Использование может быть использовано в черной металлургии, в частности, при рафинировании железоуглербдистых расй плавов от примесей цветных металлов, Сущность: токоподводящИми- элементами с- устройства является расположенная под оди ним или несколькими выпускнымиотверстиями пара или вертикальйыйпакет из и. нескольких оппозитных электродов, междукоторыми выполнены газо- и пылеотводяй щие тракты. При этом расстояние между е- электродами определяют из соотношения.пробоя(д+1 пр 060 я), гдепробоя - расстояние пробоя между парой электродов при заданном рабочем напряжении;- рабочее расстояние между электродами д - диаметр выпускного отверСтия в днищеем- Я кости, а суммарная толщина- электродовравна (5 - 10)б. 1 ил, Изобретение относится к черной металлургии, в частности к рафинированию железоуглеродистых расплавов от примесейцветных металлов,Целью изобретения является повышение производительности процесса и степени рафинирования железоуглеродйстыхрасплавов, преимущественно от примесейцветных металлов.Поставленная цель достигается тем; что "токоподводящими элементами устройстваявляется расположенная под Одним или йесколькими выпускными отверстиями параили вертикальный пакет из нескольких пароппозитных электродов, между которымивыполнены газо- и пылеотводящие тракты,при этом расстояние между электродамиопределяют из соотношения.пробоя- "- (О + -пробоя),я между парабочем на 3 Ж 00 ЬЭ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕ ГЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР где Ьр 060 я - расстояние пробарой электродов при заданномпряжении;- рабочее расстояние между электродами;б - диаметр выпускного отверстия вднище емкости,На чертеже дано предлагаемое устройство,Повышение производительности процесса достигается за счет одновременногорафинирования нескольких струй расплавамежду электродами,Повышение степени рафинированияжелезоуглеродистых расплавов от примесей цветных металлов достигается за счетразогрева поверхности струи до температуры, при которой упругость пара удаляемойпримеси становится равной внешнему дав5 10 15 2030354045 50 рафинирования стали увеличивается незначительно (56%). Устройстводля рафинирования железоуглеродистых расплавов включает емкость лению, что достигается путем последовательного пропускания струи расплава через одну или несколько электрических дуг.Газо- и вылеотводящие тракты позволяют снижать парциальное давление испаряющихся элементов - примесей, тем самым способствуя увеличению степени рафинирования расплава,Пределы по расстоянию между парой электродов выбраны эмпирически с учетом следующих соображений.При расстоянии между электродамиЬробо ЭЛЕКтРИЧЕСКаЯ ДУГа ВОЗНИКаЕт и горит между электродами при наличии на них рабочего напряжения и тогда, когда между электродами нет струи рафинируемого расплава, что ведет к перерасходу электроэнергии,При расстоянии между электродами(б +пробоя) электРическаЯ ДУГд не возникд" ет и не горит между электродами при наличии рабочего напряжения на них даже и при наличии струи рафинируемого расплава между ними, что не позволяет вести процесс рафинированияПри расстоянии между электродами,УДовлетвоРЯЮЩем УСлсвиюпробояЕ ( (б+ Ьробо), электРическаЯ дУга возникает и устойчиво горит между электродами при наличиирабочего напряжения на них толькопри наличии струи рафинируемого расплава между ними, что позволяет вести процесс рафинирования расплава.Пределы по суммарной толщине электродов выбраны эмпирически исходя из того, что она (толщина) определяет размеры суммарного электродугового разряда. От размеров электродугового разряда зависит время контакта его со струями, т,е. время ихнагрева, и, в конечном счете, температураповерхностного слоя последних,При суммарной толщине электродов5 б время нагрева струи недостаточно для необходимого разогрева струи расплава (температура стали в металлоприемнике 1590 С), вследствие чего степень рафинирования низкая (36),При увеличении толщины электродов до (5-10)д время нагрева струи увеличивается, что ведет к повышению температуры сталив металлоприемнике (1605-1610 С) и степени ее рафинирования (51-55),Дальнейшее увеличение толщины электродов приводит к дальнейшему увеличению нагрева (температура стали вметаллоприемнике 1615 ОС), однако степень 6 с выпускным отверстием 1, одну пару или вертикальный пакет из нескольких пар оппозитных электродов 2, расположенных под выпускным отверстием, газо- и пылеотводящие тракты 5, выполненные между электродами,Устройство работает следующим образом.При получении информации о, необходимости проведения рафинирования расплава от примесей электроды 2 разводят нанеобходимое расстояние (удовлетворяющее Условиюпробояе 5 (б +пробоя), на них подается рабочее напряжение и включается эксгаустер для отсасывания газов и пыли из межэлектродного пространства. Затем рафинируемый расплав из емкости 6 через сталевыпускное отверстие 1 пропускается через межэлектродное пространство и поступает в приемную емкость (ковш, изложницу или кристаллизатор МНЛЗ), При этом между электродами 2 возникают и устойчиво горят электрические дуги 4 до тех пор, пока струи 3 расплава находятся между электродами, Электрические дуги, омывая струи расплава, интенсивно нагревают их поверхность, вследствие чего элементы - примеси цветных металлов выделяются из расплава в газовую фазу и отсасываются зксгаустерм через газо- и пылеотводящие тракты 5 из межэлектродного пространства, По окончании рафинирования (после прекращения поступления расплава в межэлектродное пространство) электрические дуги гаснут, после чего отключается рабочее напряжение с электродов и выключается эксгаустер.Для рафинирования железоуглеродистого расплава (сталь 3) используют оборудование зле ктродуго вой печи с трансформатором мощностью 250 кВтА с рабочим напряжением до 70 В и шестью рабочими ступенями, Рабочие электроды диаметром 100 мм расположены горизонтально, а их рабочие торцы выполнены в виде прямоугольника с суммарным сечением трех пар электродов 20 х 30 мм. Оптимальное рабочее расстояние между электродами 0,014 м, рабочее напряжение 60 В,Расплавленная сталь с температурой 1620 С через кварцевую воронку с выпускным отверстием диаметром 0,004 м поступает в межэлектродное пространство, При этом (при наличии рабочего напряжения наних) между электродами возникает и в течение всего времени нахождения струи металла между электродами устойчиво горит электрическая дуга, омывая струю со всех сторон. Затем сталь поступает в металлоаказ 2734 ВНИИП Подписноебретениям и открытиям при ГКНТ Саушская наб., 4/5 Тираж ударственного комитета по 113035, Москва, Жгарина, 101 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгор приемник, где после замера температуры кристаллизуется,Степень рафинирования стали от меди 52 О (исходная концентрация меди 0,44 О, конечная концентрация меди 21); температура стали после обработки 1605 С.Использование известного устройства (при двух электродах и удалении их от оси выпускного отверстия 0,012 м) позволяет получить степень рафинирования стали от меди 33)ь (исходная концентрация меди 0,45%, конечная концентрация меди - 0,30 О), температура стали после обработки 1585 С.Формула изобретен ия Устройство для рафинирования железо- углеродистых расплавов путем обработки струи металла электрическими дугами, включающее футерованную емкость, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенияпроизводительности процесса и степенирафинирования, токоподводящие элементывыполнены в виде пары или вертикального5 пакета из нескольких оппозитных электродов, между которыми выполнены газо- ипылеотводящие тракты, при этом рабочеерасстояниемежду электродами определяют из соотношения:10-пробоя(о + Ьэробоя)егде Ьрмо - расстояние пробоя между парой электродов при заданном рабочем напряжении;15 б - диаметр выпускного отверстия вднище емкости,а суммарная толщина электродов равна (510)б,20