Устройство для вакуумирования металла в струе

510 30 35 40 Изобретение относится к внепчной обработке стали в черной металлургии и может быть испольэонано в процессах струйного вакуумирования,Известно устройство для струйного вакуумирования, содернацеевакуум-камеру аккессон ), в котором рас. полагается изложница или ковш, Накрышке вакуум-камеры устанавливается промежуточная емкость, при этомобеспечивается полная герметичность соединения, В камере перед вакуумированием предварительно создаетсяразрежение с помощью вакуумных насосов. Вакуумирование осуществляется поднятием стопора над отверстием разливочного стакана, установленного н дне промежуточной емкости. Поднятие стопора осуществляется с помощью механизма вертикальногоподъема, позволяющего регулироватьистечение металла из емкости, Вовремя заполнения емкости металломстопор плотно закрывает отверстиеразливочного стакана, после достижения металлом определенного уровняи емкости поднимают стопор, происходит истечение металла в вакуумное пространство, где он и дегазирует. Отходящие газы, выделяющиеся иэ металла, откачиваются вакуумными насосами Г 1 Э.Недостатком этого устройства .;нляется то, что при таком способе вакуумирования используется лишь действие вакуума и не используются все потенциальные возможности воэдействия на струю металла до попадания ее в пространство вакуум-камеры. Поскольку активность процессадегаэации определяется поверхностью контакта фаз газ-металл, то структура потока жидкого металла из разливочного отверстия имеет важное 15 20 25 разливку металла ведут путем подъема стопора на высоту равную 1-15 диаметрам проходного сечения разливочного стакана в соответствии с избыточным давлением. При этих условияхистечение металла происходит в кавитационном режиме вследствие увеличения скорости истечения. На внутренних стенках канала разливочного стакана вследствие кавитации образуются газовые пузырьки, которые увеличивают поверхность контакта фаз гаэметалл, что способствует увеличению выхода отходящих газов при дегазации металла, Но металл дегазирует неполностью, а лишь частично, поскольку газовые пузырьки образуются лишь на поверхности потока и не оказывают подобного действия на внутрен - нюю структуру потока.Недостатком известного устройства является сложность управления при эксплуатации, поскольку регулиро"- вание высотой подъема стопора в соответствии с избыточным давлением над поверхностью металла, равного 2- 6 атм, является по времени недостаточно оперативным. Для создания активной кавитации необходимо повышать давление над поверхностью металла, но это связано с трудностямив обеспечении герметизации механизмавертикального подъема стопора иэ-завысокой температуры внутри промежуточной емкости. Сложность конструкции, недостаточно гибкое регулирование избыточным давлением внутри емкости в соответствии с высотой подъе ма стопора, образование газовых пузырьков лишь на внешней поверхностипотока не позволяет достичь полной дегазации вакуумируемого металла. Цель изобретения - повышение качества металла.значение в процессе вакуумирования, а его степень дегазации определяется наличием источников активной дегазации, которыми являются газовые пузыри, зарождающиеся как в самой струе, так и на стенках разливочного стакана. При струйном накуумировании в подобном устройстве не обеспечивается полной дисперсной струи,которая и определяет недостаточнуюстепень дегазации вакуумируемогометалла.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройство для вакуумирования металла в струе, содержащее вакуум-камеру, промежуточную емкость, разливочный стакан, и стопор с механизмомвертикального перемещения Г 2 3.Избыточное давление над поверхностью металла в емкости может меняться в пределах 2-6 атм, при этом60 65 дение конуса оказывает на струюдействие, усиливающее турбулентностьпотока металла за счет возникновения кавитационных пузырей внутрипотока, что еще в большей степениразрушает струю металла, т.е усилиПоставленная цель достигаетсятем, что в известном устройстве для 45 вакуумирования металла в струе, содержащем вакуум-камеру, промежуточную емкость, разливочный стакан и стопор с механизмом вертикального перемещения, стопор н нижней части 50 снабжен конусообразной насадкой,расположенной соосно внутри разливочного стакана, причем отношение длины конусной насадки к длине стакана составляет Э:1.55 Благодаря внедению дополнительной насадки создаются благоприятные условия для активной кавитации струи, возникающей на наружной поверхности конуса. Кроме того, нвевает ее диспергирование, а это приводит к значительному повышению сте"1 пени дегазации вакуумируемого металла.Соотношение для длины конусной насадки выбрано экспериментально. Оно позволяет полностью открывать проходное сечение канала разливочного стакана при подъеме стопора на 1/3 длины конусной насадки. При этом поверхность этой части насадки, находящаяся над разливочным стаканом, не теряет способности участвовать в кавитационном процессе зарождения газовых пузырьков, а остальная часть насадки остается в наиболее активной зоне зарождения пузырьков внутри канала и начального участка струи, выходящей иэ разливочного ка. нала. Присутствие нижней части насадки внутри начального участка струи, находящегося в разреженном пространстве вакуум-камеры, имеет особенно вахное значение, поскольку в условиях вакуума действие насадки наиболее эффективно. Как показали эксперименты, увеличение части насадки, выступащей в струю из разливочного стакана, более чем на длину разливочного канала нецелесообразно из-за ее отгорания в процессе разливки.На фиг, 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 графики выхода отходяцих газов по времени.Устройство состоит из вакуум-камеры 1, на ее крышке установлена промекуточная емкость 2, в нижней части которой установлен разливочный стакан 3, стопор 4, перекрывающий канал в разливочном стакане 3, Механизм .вертикального подъема 5 соединен со стопором 4 посредством которого осуществляется подъем или опускание стопора в отверстие разливочного стакана 3. Стопор 4 имеет в нижней части насадку 6 в виде конуса, расположенного внутри канала разливочного стакана 3. Расходомер 7 контролирует расход откачиваемых газов и установлен в вакуумопроводе 8.Устройство работает следующимобразомПромежуточную емкость 2, установ ленную на крышке вакуум-камеры 1, при соблюдении условия герметичнос ти соединения заполняют металломиэ разливочного ковша, Стопор 4 приэтом плотно закрывает проходнойканал разливочного стакана 3. Придостижении металлом определенногоуровня в промежуточной емкости 2поднимают стопор 4 с помощью механизма вертикального подъема 5, приэтом конус остается внутри канала 10 стакана 3. Тогда в нижней части промехуточной емкости 2 в зоне конусанасадки 6 истечение металла происходит в контакте с его поверхностью,которая является источниксм зарождения газовых Пузырей. Посколькуэта поверхность находится внутри потока, то зарождающиеся газовые пузыри оказывают рыхлящее действие напоток, вследствие этого увеличивается его турбулентность, приводящая 20 к значительной дисперсности движущегося потока металла. Кроме того,с увеличением турбулентности потокав зоне канала разливочного с"зканатакже усиливается действие эарожде ния кавитационных пузырей на стенкахсамого канала. Все это приводит кувеличению дисперсности потока металла в целом из отверстия, усиливающее интенсивность дегазации,бла годаря увеличению контактной площади фаз газ-металл, что приводит к повышенному выходу отходящих газов. На фиг. 3 иллюстрируется выход отходящих газов во времеви при ва куумировании с конусной насадкойкривая 9, без конусной насадкикривая 10, Кривая 11 показывает выход отходящих газов при соотношении длины насадки к длине канала 2:1. Изсравнения кривых видно, что при вакуумировании в струе с конусной на 40 садкой 3:1 выход отходящих газов преличивается по сравнению с прототипом лишь на 25. Использование данного устройства по сравнению с существующюк.увеличивает выход отходяцих газов на 50-60 за счет увеличения диспергирования струи металла в проходном отверстии разливочного стакана, исключает операцию создания избыточного давления в промежуточной емкости, т.е, упро" щает процесс вакуумирования. 50 55 вышает объем удаляемых газов по срав. нению с прототипом на 50, а при вакуумировании со стопорси с насад 45 кой 2:1 (кривая 11) выход газов уве. Составитель Г.ПруссРедактор В.Ковтун Техред Т.Фанта Корректор Г,О За Филиал ПП "Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 274/24 Тираж 540 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Х, РауиПодписноеомитета СССРи открытийкая наб., д, 4/