Устройство для дегазации металла

ОП И САНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(и)739111 Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву- (22) Заявлено 1212.77 (21) 25526 81/22-02 с присоединением заявки Мо -(51)М. Кл.2 С 21 С 7/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения М В Колесников Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕГАЗАЦИИ МЕТАЛЛА Изобретение предназначено для дегазации металла и может быть применено при очистке металла от газов в металлургии черных металлов, например при производстве высококачественных сталей.Известно устройство для рафинирования металлов вакуумной дистилляцией 1); Сущность его заключается в том, что конденсатор выполнен в виде усеченного конуса с углом при вершине 20 -60, установлен большим основанием вверх и снабжен крышкой с отверстием, соосно которому сверху крышки закреплена цилиндрическая шахта, а снизу - цилиндрический экран.Недостаток этой системы в том, что требуется много электроэнергии, идущей на расплавление слитка и на поддержание высокого вакуума в ваку умно 1 камере. Очистка металла путем его испарения и последующей конденсации Мало эффективна ввиду потери части металла с остатками капель, обогащенных примесями.25Известно также устройство для рафинирования алюминиемых сплавов, содержащее тигель с жидким сплавом, электроды в виде пористых блоков, вакуумную систему,.источник постоян ного тока, В этом устройстве с целью повышения степени рафинирования электроды выполнены в виде пористых блоков и соединены с вакуумной системой 2).Недостаток данного устройства заключается в невозможности одинакового по высоте тигля удаления газа из сплава, так как из-за увеличения длины электрода, а следовательно, и его сопротивления с глубиной, токи, проходящие по сплаву между электродами, будут различными, причем максимальный ток будет протекать у поверхности и минимальный - в глубин Поэтому степень удаления газа у поверхности выше, чем в глубине.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для дегазации и рафинирования цветных металлов 3). Устройство состоит из герметичной емкости с крышкой, соединенной с вакуум-проводом и трубопроводом подвода газа, причем крышка выполнена в виде цилиндрической емкости с отверстиями в дне.К недостаткам известного устройства относятся периодичность процес.са, т.е. сначала металл подвергается4 О обработке газом в емкости, а потом происходит вакуумирование струй металла, т.е. непрерывность процесса дегаэации и рафинирования металла отсутствует; большое количество мел - ких отверстий в крышке цилиндрической емкости. Часть этих отверстий ввиду их малого диаметра может покрыться слоем эатнердевшего металла. Чтобы этого не случилось необходимо перегревать металл, что в ряде случаен нецелесообразно из-эа быстрого местного охлаждения металла газом, вследствие чего уменьшится производительность устройства.Кроме того, не предусматривается периодическое вознращение газа после обработки металла для его последующей обработки и нет замкнутого газового цилка 1 необходимы определенные затраты электроэнергии для обработки металла газом и создания последующего разрежения 1-5 мм рт,ст.Целью изобретения является повышение эФФективности процесса дегазации металла.Для этого устройство для дегазации металла состоит из ввода жидкого металла и герметичной емкости, выполненной в виде комбинированной трубы, состоящей из ряда последовательно расположенных ступеней и приемника дегазированного металла, расположенного под последней ступенью Каждая ступень выполнена из зауженного и расширенного патрубков, соединенных последовательно, Зауженнь 1 й и расширенный патрубки каждой ступени соединены между собой вакуумом-проводом, в который встроен фильтр.На чертеже изображено устройство для дегазации металла, представляющее собой ввод 1 жидкого металла н герметичную емкость. Герметичная емкость состоит иэ ступеней 1, П,п, каждая из которых выполнена из одинаковых деталей: зауженного патрубка 2, расширенного патрубка 3, вакуум-провода 4, соединяющего патрубки 2 и 3, Фильтра 5, встроенного в вакуум-провод 4, подвода б газа через вентиль и последняя ступень и заканчивается приемником 7 дегазированного металла.Устройстно работает следующим образом.Жидкий металл поступает в ввод 1 проходит струей через зауженный патрубок 2 и расширенный патрубок 3,Вследствие гидродинамическогозакона:Бернулли для жидкостногопотока происходит отсасывание газониа металла в расширенном патрубке 3эа счет создаваемого разряжения взауженном патрубке 2, соединенныхмежду собой вакуум-проводом 4, таккак данление потока на стенку нрасширенном патрубке 3 больше, чем давление на стенку в Эауженном патрубке 2.Отсасываемые из металла газы через вакуум-провод 4 проходя: черезФильтр 5, который избирательно поглощает нх. Через подвод б инертныйгаз н начале процесса дегазациивводится н вакуум-провод 4 для обработки металла. Порции металла,проходя по зауженному патрубку 2,.насыщаются инертным газом. Пузыриинертного газа обогащаются растворенными в металле газами, Далее,порции металла попадают в растиренный патрубок 3 и из них выделяетсяинертный газ, обогащенный растворенными в металле газами, затем порцииметалла попадают в расширенный патрубок 3 и из них выделяется инертный газ, обогащенный раствореннымин металле газами. Вследствие разности давления между расширенным патрубком 3 н эауженным патрубком 2 инертный газ, обогащенный раствореннымин металле газами, поступает в вакуумпровод 4 и просасывается черезфильтр 5, который поглощает растворенные в металле газы к не поглощаетинертный газ. Этот инертный газ через вакуум-провод 4 насыщает новыепорции металла, проходящие по зауженному патрубку 2, Так обеспечивае сязамкнутая цикличность движения инертного газа в каждой дегазирующей ступени. Одной, первоначально введенной,порцией инертного газа обрабатывается неограниченное количество порцийжидкого металла.В связи с тем, что в дегазируюшейступени 1 не достигается полная,дегазация металла из-эа недостаточнсбольшой разности давлений на стенкумеждУ расширенно патрубков 3 и зауженным патрубком 2 и из-за разныхусловий удаления газон по сечениюдиаметра струи, для повышения эффективности процесса дегазации подбирае;"ся п-ое количество ступеней.После прохождения металла черезпоследнюю дегаэирующую ступень онсобирается н приемнике 7.В устройстве дега.зация металлапроисходит исключительно за счетизменения энергии подающей струиметалла и не требуется дополнительных затрат энергии,Замкнутая цикличность движенияинертного газа н каждой дегазирующейступени обеспечивает зкономию этогогаза и тем самым экономичность всегопроцессаВ результате годовой технико-зкономический эффект состанит 2500030000 руб,Формула изобретенияУстройство для дегазации ме=алла,содержащее герметичную емкость свакуум-проводом и трубопронодом для739111 Составитель А. ЩврбьмььВасильева ТехредН,Бабурка орректор Е.Па Редакто Подписно 79/25 Тираж 608 ИИПИ Государственного комит по делам изобретений и отк 035, Москва, Ж, Раушская ака та СССРытийнаб., д.4/ филиал ППП Патентф, г.Ужгород, ул.Проектна эФфективности процесса дегазации металла, герметичная емкость выполненав виде ряда последовательно расположенных ступеней с зауженными и расширенными патрубками и приемйикадегазированного металла, расположенного под последней ступенью, причемкаждый зауженный и расширенный патрубки соединены между собой вакуумпроводом с встроенным в него фильтром,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское Свидетельство СССР Р 449952, кл. С 21 С 7/10, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР 9 529247, кл, С 21 С 7/10, 1976.3. Авторское свидетельство СССРР 474568, кл. С 21 С 7/10, 1975