Устройство для рафинирования расплавов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез Сееатскнк Сфцналнстнческки реслублик) Дополнительное вт. свид-ву -2379726/22-02 Гауаврютввйв 1 ювяетеВавата Мааевтрм ВОРВе ла 1 я Вфебтэмйй 1 тфятйинститутВсесоюэногкторского доват ьский ьскилионснаучно-исс аллов и Ур ледователь Цветмета УральскФй черных ме научно-ис института) Заявит кого итоматик ЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ РАСПЛАВ 54) УСТРО ссов.цветной металлу Наиболее близки является устройств щенного рафинирова кащее металлоприемн камеру и газоподво которое используют тальных установках 22) Заявлено 07.07,76 (21с присоедкнением заявк23) Приоритет -Изобретение относится к производству металлов и может быть использовано в черной и цветной металлургии для процессов струйного рафинирования расплавов. 5Известно устройство, включающее промежуточный металлоприемник, из которого через доэирующее отверстие расплав (чугун) направляется в реакционную камеру. На верху реакционной ка меры имеются коллекторы для подачи флюсов и газов-реагентов 1 . Струя расплава, окруженная потокамй флюса, разбивается в реакционной камере на мелкие капли струями газа, подаваемо го из коллектора через направленные под углом к струе расплава сопла. Диспергированные капли расплава рафинируются газом-реагентом. Готовый металл и шлак скапливаются на дне реак- Ю ционной камеры и периодически или непрерывно из нее удаляются. к.предлагаемому для струйно-вэве 2ия штейнов, содерик, реакционную ящие устройства, я и в эксперимендля пирометаллур гических проце р гии 2 .Газовые струи из сопел коллекторанаправлены под углом друг к другу и к струе расплава и сталкиваются в ограниченной локальной зоне. Иэ-за не" больших размеров области соударения затруднен теплообмен и температура в реакционной зоне достигает (при использовании в качестве газа-реагента кислорода) величины порядка 2000- 2300 С. Последний фактор приводит к интенсивному испарению основных компонентов расплава, образованию большого количества бурого дыма и пыли, что снижает выход годного металла и требует сооружения дорогостоящих газоочистительных комплексов.Как показали экспериментальные исследования при полупромышленном опробовании установок струйного рафинирования производительностью 100-150 т чугуна в 1 ч, струя расплава достигает в поперечном сечении диаметра 46-80 мм Дробление струи такого диаметра вызывает серьезные затруднения, так как необходимо значительно увеличить мощность потока газа-энергоносителя,при этом, примерно, в 2 и более раза снижается коэффициент использования газа.ти аэратора, интенсивность которого .Увеличивается с возрастанием скорости вращения, Для более равномерного растекания расплава рабочая часть аэратора может быть выполнена конусообразной или эллиптической (за исходную принимается цилиндрическая форма аэратора) .В качестве газа-реагента могут использоваться воздух, кислород или их смеси при окислительиых процессах или нейтральные газы (азот, аргон) при очистке готового металла (стали, черновой или анодной меди) от неметаллических включений и вредных газов.В устройстве не исключается применение Флюсующих материалов, например извести (при рафинировании чугунов), кремнеземистого Флюса (при продувке штейнов) . 5Целью изобретения является повыше"ние качества металла эа счет обработки в пленочном слое.Это достигается тем, что устройство снабжено горизонтально расположенным в реакционной камере аэратором,рабочая часть которого состоит из пористого огнеупорного материала, авнутри него выполнен канал для подвода газа-реагента. Аэратор может быть )8снабжен механизмом реверсивного вращения, а гаэоподводы встроены в стенкиреакционной камеры со стороны боковыхповерхностей аэратора.На фиг.1 изображено предлагаемоеустройство, общий вид) на фиг.2 данразрез А-А на Фиг,1,Устройство состоит из промежуточного металлоприемника 1, реакционнойкайеры 2, и горизонтально установленного в реакционной камере аэратора 3. фРабочая часть 4 аэратора выполнена изпористого огнеупорного материала иимеет внутренний канал для подачи газа"реагента. При необходимости азратор снабжается реверсивным механизмом З 0вращения (не показан), а со стороныбоковых поверхйостей аэратора устанавливаются дутьевые устройства (газопроводы) типа водоохлаждаемых Фурм 5.Устройство работает следующим об- Здразом,Струя расплава из промежуточногометаллоприемника 1 падает на рабочуючасть 4 аэратора, растекается по нейи образует тонкий пленочный слой. Газ реагент поступает через внутреннюю полость аэратора, проходит через пористые огнеупорные материалы и на выходечерез боковые поверхности азраторавзаимодействует с тонким слоем распла ва. Изменением числа оборотов аэратора при необходимости регулируется дисперсность капелек расплава при нх падении с поверхности аэратора в реакционную камеру. 60Когда аэратор неподвижен или скорость его вращения мала, слой расплава собирается на нижней части аэратораи стекает в виде пленочной завесы надно реакционной камеры, При увеличениискорости вращения аэратора скоростьббперемещения жидкого расплава на еговерхней стороне становится заметно выше, чем Йа нижней, что приводит к отрыву пограничного слоя расплава и образованию больших зон ненулевой завих-,фОренности. В этом случае наблюдаетсякапельный отрыв жидкости от поверхносФОрмуЛа изобретения реагента. По данным зарубежных исследований. производительность 100150 т/час является пределом для агрегатов стоийного рафинирования,Как показали предварительные опыты, на модели, наличие аэратора позволяет существенно снизить давление и в 1,5- 2 раза расход газа для рафинирования. Фактически избыточное давление в газо вых магистралях используется только на преодоление сопротивления пористых материалов (0,5.-1,0 ати), и газовый поток с давлением 1-2 ати вполне обеспечивает нормальное ведение процесса (в действующих установках струйного рафинирования давление газа в соплах достигает 5-10 ати и более), Дополнительно мягкнйф, рассредоточенный газовый поток позволяет уменьшить и интенсивность пылеобразовання. 1.устройство для рафинирования расплавов, содержащее металлоприемннк,расположенную под ним реакционную камеру и гаэоподвод, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения качества металла за счет обработки впленочном слое, оно снабжено горизонтально установленным в реакционнойкамере аэратором, рабочая часть которого выполнена из пористого огнеупорного материала, а.внутринего выполнен канал для подвода газа-реагента.2.устройство.по .п.1 о т л и ч аю щ е е с я тем, что аэратор снабженмеханизмом реверсивного вращения.З.устройство по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ е е с,я тем, что газоподводывстроены в стенки реакционной камерысо стороны боковых поверхнбстей аэратора.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1.Патент Англии 91187974,кл.С 7 О1963,2.Авторское свидетельство СССР187305, кл,С 22 В 15/06,19 Ь 4.Редакт кре адеева 11303 у де Филиал ППП ффПатентф, г.уигород, ул,Проектная. 773/31ЦйййПй Госу Тври 7 15рственного комитета Советано делам иэобретений и откры