Реактор непрерывного рафинирования металла

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 7672 19, Государственный кЬмитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) 14:ЖСЧЛИ. Г. Гладких и Н. И. Гладкихк4вщ с 4Ордена Ленина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) РЕАКТОР НЕПРЕРЫВНОГО РАФИНИРОВАНИЯМЕТАЛЛА Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к непрерывному рафинированию металла и является усовершенствованием известного реактора непрерывного рафинирования металла по авт. св.9 492554,В основном изобретении реактор непрерывного рафинирования металла содержит камеру эжекции, водоохлаждаемую камеру стабилизации, камеру разделения и дожигания газов, водоохлаждаемый напорный металлопровод с соп- :лом на конце, реактор смонтирован на подвижной платформе с движителем 11. -15 Недоставком такого реактора является ненадежность работы внутренней поверхности сопла, быстрый износ которой приводит к нарушению качественно го состава металла, так как обеспечить металлический гарнисаж на внутренней поверхности сопла тяжело, потому что металл имеет очень низкую температуру плавления по сравнению со 25 шлаком, охлаждение его до этой температуры приведет к увеличению толщины шлакового гарнисажа на внешней поверх ности сопла, что повлияет на эжекцион. ную способность шлака. 30 целью предлагаемого изобретенияявляется повышение надежности реактора и качества металла.Укаэанная цель достигается тем,что в известном реакторе в соплеметаллопровода выполнены каналы дляподсоса шлака, расположенные подуглом 15-45 к оси сопла,оРеактор, который изображен начертеже, состоит из камеры 1 эжекции,камеры 2 стабилйзации, камеры 3разделения, камеры 4 газоотделенияс горелкой 5, напорного металлопроводаб, сопла 7 с наклонными каналами 8,подвижной платформы 9, направляющих10, движитепя 11, системы охлаждения12, трубопроводов 13 подачи.шлакооб-.разующих и 14 отвода газообразныхпродуктов, циркуляционных каналов 11,патрубков 16 для удаления металла и17 отработанного шлака, трубопроводов18 подачи и 19 отвода хладагента.Внутренняя часть реактора состоитизкамеры эжекции, в которой располагаются напорный металлопровод 6, сопло7 с наклонными каналами 8, трубопровод 13 подачи шлакообраэующих, камерастабилизации 2 располагается междукамерой 1 эжекции и камерой 4 гаэоотделения с горелкой 5, камера эжекциисообщается с камерой 3 разделения циркуляционными каналами 15, в камере разделения располагается трубопровод отвода газообразных продуктов, патрубки 16 для удаления металла и 17 отработанного шлака. Металлопровод и футерованная часть реактора располагаются на платформе 9, которая перемещается по направляющим 10 движителем 11, который установлен на платформе, там же установлена О система охлаждения 12, посредством которой па трубопроводу 18 подачи и 19 отвода хладагента охлаждаются сопло и камера стабилизации.Реактор работает следующим образом.Струи жидкого металла подаются из сопла 7 в камеру 1 эжекции, где осуществляется эжектирование шлака. Образовавшаяся смесь поступает в камеру.2 стабилизации, в которой,интенсивное перемешивание и диспергирование системы шлак-металл сопровождается протеканием реакции. На выходе из камеры 2 стабилизации смесь поступает в камеру 4 газоотделения, где про исходит завершение Физико-химических процессов и разделение системы металл - шлак-газ.Газ дожигается горелкой 5 и отводится трубопроводом 14,:металл и шлак поступают в камеру 3 разделения, откуда металл удаляется через патрубок 16, а шлак возвращает ся по циркуляционным каналам 15 в камеру эжекции, отработанный шлак удаляется через патрубок,17.Динамическое регулирование процесса рафинирования во время работыосуществляется путем перемещения платформы, по направляющим 10 спомощью движителя 11. При таком перемемещении изменяется расстояние между 40 соплом 7 и камерой 2 стабилизации, что приводит к изменению "эжектирующей способности и соотношения смешиваемых компонентов металл-шлак, Обеспечение требуемого живого сечения потока в камере 2 стабилизации и сопле 7, достигается путем охлаждения рабочих поверхностей хладагентом, который подается системой охлаждения 12 потрубопроводу 18 и отводится по трубопроводу 19, При охлаждении рабочих поверхностей образуется настыль шлака (гарнисаж), который предохраняет поверхности от разрушения. Наружная поверхность сопла и камера стабилизации имеют непосредственный контакт со шлаком, а внутренняя поверхность сопла омывается ыпаком, поступающим по наклонным каналам 8. Создание гарнисажа на рабочих поверхностях сопла и камеры 4 О стабилизации повышает надежность реактора и качественный состав получаемого металла. Создать гарнисаж на внешней поверхности сопла иэ шла- . Ма, а на внутренней поверхности сопла Я из металла очень тяжело, так кактемпература плавления металла колеблется от 1150 до 1560 С(применяют.чугун или сталь разливочных марок). Поэтому на внутренней поверхности соплагарнисаж не создается, что приводитк быстрому ее износу, Износ соплавлияет на эжектирующую способность,шлака, состав смеси металл-шлак и накачественный состав готового, металла.Шлаковый гарнисаж на внутреннейповерхности сопла можно создать приусловии не смешения потока металлаи шлака. Это можно обеспечить придвижении двух параллельных потоковна расстоянии не более 2-3 диаметровсопла от ее кромки, если форма и ско-рость потока металла не искажаются неровностями поверхности сопла.В связи с небольшим расстоянием,на котором потоки не смешиваются, каналы для шлака могут быть выполненынаклонными к оси сопла.Скорость двух потоков после слияния определяется по Формуле;ы ч+ыч, соэ Аегде ч -скорость потока после слиянияч -скорость потока металла в1сопле;ч -скорость потока шлака из ка 2налаМ;в;В -соответствующие массовые расходы потоков 1Й-угол между соплом и шлаковымканалом,Из формулы видно, что скорость потоков после слияния зависит от угланаклона канала к оси сопла.Более близкий параллельный потокшлака к металлу в сопле может бытьсоздан каналом, расположенным к осисопла под углом од близким к нулю,но при этом увеличивается количество неровностей на поверхнОсти сопла,так как канал оканчивается не отверстием, а продолжается углублениемна поверхности сопла, кроме тогоуменьшается стенка между каналами, отчего искажается форма потока металла,под действием которого размываетсяпоток шлака и перемешивается с ним,При изготовлении канала под угломнаклона к оси сопла 4 =90 поверхоность сопла изменяется незначительно, но поток шлака оказывает значи"тельное тормозящее действие на потокметалла, отчего изменяется форма искорость потока металла, под действием которого поток шлака срезаетсяи перемешивается с металлом,Оптимальным углом наклона каналак оси сопла, при котором образуетсянезначительное количество неровностей на поверхности сопла и небольшоетормозящее воздействие потока шлакана поток металла, является угол с=450. При этом угле скорость и формапотока металла сохраняются, поэтому767219 формула изобретения Составитель И. Чепиковаактор Л. Герасимова Техред Н,Бабурка Корректор И. Муск тираж 6енного кбретенийЖ, Р дпнсно 7138/24 ВНИИПИ ГосУДаРс по делам и 113035, Москва3 митета СС и открыти ушская наб ктная,4 ал ППП "Патент", г, УжГород Ул на расстоянии 2-3 диаметров сопла потоки не перемешиваются, и на поверхности сопла создается устойчивый гарнисаж.Так как в реакторе применяются шлаки различной вязкости, которые по различному оказывают тормозящее воздействие на поток металла, то угол наклона канала к оси сопла может колебаться в пределах45 + 15 ф,Поэтому, чтобы создать на поверхнос. ти и внутрй сопла одинаковый гарнисаж 10 и этим увеличить срок службы его, сопло имеет наклонные каналы к оси, по которым во внутрь сопла поступает шлак, при движении он обмывает внутренние стенки сопла и осаждается на 15 них.Защита поверхностей сопла и камеры стабилизации гарнисажем приводит к повышению надежности работы реактора более чем в 2 раза. Реактор непрерывного рафинирования металла по авт. св. 9 492554, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности реактора и качества металла, в сопле металло- провода выполнены каналы для подсоса шлака, расположенные под углом 15- 45 ф к оси сопла. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 492554, кл. С 21 С 5/56, 1973