Устройство для рафинирования металлашлаком b вакууме

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск маСоцмадиетнчесникреспублик ц 836131ве(5 )М. Кл. С 21 С 7/10 Гееударотаеняый комитет СССР ав деяам изобретений и открытийДата опубликования описания 10,06.81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ШЛАКОМ В ВАКУУМЕ3Изобретение относится к черной металлургии, преимущественно к рафиниро- ванию металлов.Известны устройства цля обработки металла в вакууме и столбе шлака барометрической высоты.Известные устройства содержат вакуумную камеру и присоединенную к ней футерованную трубу - шлаковый рукав, слу жащую цдя формирования барометрического столба шлака 11 и 2 1. Общим недостатком, присущим всем указанным устройствам, является то,.что внутренняя полость рукава свободно сооб щается с внутренним объемом вакуумной камеры, вследствие чего в процессе об работки металла высота шлакового столба подвержена значительным колебаниям. При ее уменьшении снижается эффектна ность рафинирования металла за счет уменьшения массы шлака в рукаве й ухудшается стойкость рукава вслецствие его оголения и размывания металла. Наиболее близким по технической сущ ности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для рафиниро вания жидкого металла, в котором верхняя часть рукава ввецена в вакуумную каме ру, а удлиненный сливной стакан опущен в шлак в рукаве 31,Однако в этом устройстве не исподь зуется энергия падающей струи, так как металл сливается в шлак затотденной струей; металл не проходит через разреженную газовую фазу в вакуумной камере и вакуумируется только в верхней части шлакового столба, Указанные недостатки снижают эффективность рафинирования ме талда.Мелью изобретения является повышение эффективности рафинирования метал ла.Это достигается тем, что площадь по перечного сечения канала составляет 0,01-0,15 площади поперечного сечения рукава, а высота канала - 0,05-0,20 высоты рукава, причем сумма высот ка3 8361 нала и рукава составляет 0,70-0,90 барометрической высоты столба шлака.Устройство состоит из емкости 1 с металлом, прецназначенным цля рафинирования, вакуумной камеры 2 с находящимся в ней объемом шлака 3, соединительного канала 4 и рукава 5, формирующего столб 6 шлака. Рукав погружен в шлак, нахоцящийся в металлоприемнике 7,Устройство цействует слеаующим об разом.Металл из емкости 1 поступает в вакуумную камеру 2, где вакуумируется вструе, а затем попацает в объем, шлака 3. Наличие соецинительного канала 4 15между вакуумной камерой 2 и рукавом5 создает цве зоны рафинирования; шлаковый объем в вакуумной камере вышесоединительного канала и столб шлака ниже канала. 20Из за того, что сечение соединительного канада намного меньше сечения рукава, обмен шлаком между указаннымизонами. рафинирования затруднен. Поэтому предварительное рафинирование металла осуществляется в объеме шлака, находящемся в вакуумной камере, а окончательное - в шлаковом столбе, при этомэнергия падающей струи металла используется цля перемешивания металла с объемом шлака. Это повышает эффективностьвзаимоцействия металлической и шлаковойфаз и ведет к повышению эффективностирафинирования. Из-за наличия узкого сое 35динительного канала уровень шлака в вакуумной камере при изменении параметров,процесса изменяется плавно, что создаеттакже лучшие условия цля работы вакуумной камеры и повышает надежность40управления процессом.Основные соотношения устройства найцены эмпирическим путем на основанииэкспериментальных исслецований, провеценных на опытно-промышленной и промыш 5ленной установках.При сечения канада менее 0,01 площади сечения рукава сечение канала соизмеримо с сечением сливного отверстия вемкости 1, что привоцит к созданию ван 50ны жидкого металла в вакуумной камере,нарушению нормального хода процесса ипоэтому нежелательно. При сечении канала более 0,15 площаци сечения рукаваиэюа развития обмена шлаком межцу ва 5куумной камерой и шлаковым рукавом утрачивается эффект цвухстацийной обработки. Для гарантированного поццержанняшлаковой ванны . в вакуумной камере,31 4как показывает опыт, высота канада должна быть не менее 0,05 высоты шлакового рукава, Установлено также, что максимальная высота канала не должна превышать 0,20 высоты рукава, так как ее цальнейшее увеличение привоцит к заметному уменьшению количества шлака, нахоцящегося в шлаковом рукаве, и к снижению эффективности рафинирования металла,Эффективная обработка металла шлаком в вакуумной камере цостигается при глубине шлаковой ванны в прецелах 0,3 - 1,0 м. Ванна глубиной менее 0,3 м практически не обеспечивает высокого рафинирования из-за малой массы шлака. Наличие ванны шлака глубиной более 1,0 м нецелесообразно, так как требует повышенного количества шлака и ведет к уцорожанию обработки. Барометрическая высота столба шлака практически состоит из суммы трех высот: шлака в вакуумной камере, соецинительного канала и рукава, При плотности шлака 2,7 г/см ,3 характерной цля рафинировочных шлаков, барометрическая высота составляет 3,7 м. Следовательно, при найденной глубине шлаковой .ванны 0,3 - 1,0 м сумма высот канала и рукава составляет 2,7-3,4 м или 0,70 - 0,90 барометрической высоты столба шлака.Было испытано в промышленных условиях устройство со следующими параметрами, которые являются оптимальными цля обработки плавок массой 70 т: площаць сечения соецинительного канала 0,022 м (0,07 площади сечения шлако 2вого рукава); высота рукава 2,7 м; высота канала 0,.4 м (0,15 высоты рукава); сумма высот канала и рукава ( 3, 1 м) составляет 0,83 барометрической высоты столба шлака ( 3, 7 м) . Указанные параметры обеспечивали наличие в вакуумной камере слоя шлака глубиной цо 0,5 м, Его уровень слабо изменялся при изменении параметров процесса обработки. Сталь ШХ 15, обработанная на установке предлагаемой конструкции, имела содержание серы в срецнем наО, 002%, а кислорода на О, 00050,00107 о ниже (примерно в 1,3 раза меньше), чем сталь, рафинированная на установке цля обработки в столбе шпака, не имеющей узкого соецинительногоканада между вакуумной камерой и рукавом.Устройство позволяет более полно использовать рафинировочный шлак, получать более чистый по соцержанкям кис836131 6сечения канала составляет 0,01 0,15 площади поперечного сечения рукава, а высота канала - 0,05-0,20 высоты рукава, причем сумма высот канала и рукава составляет 0,70-0,90 барометрической высоты шлакового столба. Устройство для рафинирования металла шлаком в вакууме, содержашее вакуумную камеру с отходяшим вниз рукавом и соединительный канал между ними, отличаюшееся тем,что,с целью повышения эффективности рафинирования металла, плошадь поперечного 7 5лорода и серы (а значит, и оксидных и сульфидных включений) металл, за счет увеличения чистоты металла повысить его механические и служебные свойства формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе10 1. Авторское свидетельство СССР% 328177, кл. С 21, С 7/10, 1970.3. Авторское свидетельство СССР15 М 362057, кл. С 21 С 7/10, 1973. ВНИИПИ Заказ 2836/12Тираж 618 Подписное филиал ППП Патент",г. Ужгород ул. Проектная,4