Устройство для электронагрева жидкого чугуна

(51) О ОБРЕ И И ТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ ический в ый А,А, Соврегуна, Приволжво, 1973,КТРОНАГРЕВ Изобр метал оситс етение о ожет быт использовано дл лургии иподогрева аключительныхЦель пзобретективности подоь в короткой це ны канала и соз инирования об- синтетическими а н операциях его пл ение э ние по рева, с ращении вий дляого чугу становка при со ние усло батываем аками, У табл6 лектроподогрекла СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР(56) Грачев А.В. и Чернменные методы плавки чуское книжное издательстс. 252-254, 258-264.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕЖИДКОГО ЧУГУНА 2ва жидкого чугуна, содержащая токоподводящие электроды, горизонтальный канал для протекания и перегрева расплава металла, соединяющий приемный и выпускной колодцы и металлическую летку, имеет электрод, введенный в приемный колодец и выполненный подвижным, в колодце выполнена шлаковая летка, а длина канала определяется равенством Ь=Н-(26-52)Ь, где Ь - разность уровней шлаковой летки в приемном и металлической в выпускном колодцах (толщина слоя шлака), м;Н - величина, учитывающая связь геометрических и электрических параметров установки с производительностью плавильного агрегата, м. Выполнение электрода, введенного в приемный колодец, подвижным, наличие шлаковой летки в колодце и определение длины канала по укаэанной формуле позволяют в 1,5-1,8 раза повысить эА- фективность подогрева чугуна, в 8-10 раз снизить электропотери.Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкциямустройств, обеспечивающих дополнительный нагрев и обработку расплавачугуна в заключительной стадии егополучения,Бель изобретения - увеличение эффективности подогрева, снижение потерь в короткой цепи при сокращениидлины канала и создание условий длярафинирования обрабатываемого чугунасинтетическими шлаками.Укаэанная цель достигается тем,что в установке, содержащей токоподводящие электроды, горизонтальныйканал для протекания и перегрева расплава металла, соединяющий приемнь 1 йи выпускной колодцы и металлическуюлетку, электрод, введенный в приемный колодец, выполнен подвижным, вприемном колодце выполнена шлаковаялетка, а длина канала определяется равенством1.=Н-(26-52)Ь 25где Ь - разность уровней шлаковойлетки в приемном и металлической в выпускном колодцах(толщина слоя шлака в приемномколодце), м;30Н - величина, учитывающая связьгеометрических и электрических параметров установки спроизводительностью плавильного агрегата (м),цсов35НФ щ,т.1.Мсдт ргде ц - рабочее напряжение трансформатора, В;Б - сечение канала, мг,40М - производительность плавильного агрегата кг/с;ДТ - требуемая величина перегреваметалла, К;- удельное электросопротивление 45металла, Ом м;с - теплоемкость жидкого чугуна, Пж/кг К.На чертеже показана конструкцияпредлагаемой установки для электронагрева жидкого чугуна,Установка состоит из футерованнойогнеупогчым материалом 1 емкости,имеющей .риемный 2 и выпускной 3 колодцы, соединенные каналом 4, В приемном колодце имеется шлаковая летка 5 в выпускном - металлическаялетка 6. В приемный колодец введенподвижной вертикальный электрод 7,имеющий возможность перемещаться вдоль своей оси с помощью механизма 8 перемещения, в выпускном колодце установлен неподвижный электрод 9, нижний торец которого опущен в. колодец ниже уровня выпускной металлической летки для создания условий контактирования его с жидким металлом и замыкания электрической цепи между электродами по расплавленной струе жидкого металла в канале, Конструктивно неподвижный электрод может быть выполнен также горизонтально, но в этом случае возникает опасность прорыва жидкого металла в месте уплотнения электрода, Электроды подключены к печному трансформатору 10. Поступление жидкого металла от плавильного агрегата в установку для перегрева и обработки осуществляется через горловину 11,Установка работает следующим образом.Перед пропусканием через установку металла канал разогревают с помощью переносной газовой горелки, устанавливаемой, например, в отверстие подвижного электрода который на это время убирается из колодца, а заливочная горловина и шлаковая летка перекрываются, при этом металлическая летка остается открытой, После прогрева канала до температуры, превышающей температуру плавления металла, в заливочную горловину осуществляют заливку металла и шлака, Расплавленный металл через приемный колодец и канал поступает в выпускной колодец, где по закону о сообщающихся сосудах заполняет его до уровня выпускной металлической летки, откуда осуществляется его отбор. В приемном колодце происходит разделение шлака и металла. Шлак, имея меньший удельный вес, заполняет приемный колодец до уровня шлаковой летки, откуда осуществляется скачивание его излишков.Расплав металла в выпускном колодце контактирует с неподвижным электродом,а в приемном колодце контакт осуществляется с помощью подвижного желоба. Таким образом, замыкается электрическая цепь: подвижный электрод - расплав шлака - расплав металла в приемном колодце - струя металла в канале - расплав металла в выпускном колодце - неподвижный элект67644 40 515род, и происходит обработка жидкогометалла шлаком в приемном колодце иего перегрев в канале. Наличие ваннметалла в приемном и выпускном колодцах обеспечивает ферростатическоедавление, предотвращающее образованиепинг-эффекта, что обеспечивает стабильность процесса перегрева.Наличие слоя шлака в приемномколодце обеспечивает не только обработку ( раФинирование) расплава металла, но и способствует резкому увеличению электрического сопротивленияэлектрической цепи между электродами,так как удельное электрическое сопротивление шлака на несколько порядков превышает удельное электрическое сопротивление жидкого металла,что в свою очередь позволяет сократить длину канала для перегрева иуменьшить габаритные размеры установки в целом.В таблице приведен пример испытания предлагаемой установки в сравнении с известной (УЭП 500/71,Как видно из таблицы, для достижения результатов, полученных в известной установке, в предлагаемойвозможно сокращение канала почтивдвое. При этом приложено сетевоенапряжение 220 В, что позволяет отказаться от использования печноготрансформатора и улучшить энергетические показатели установки в целом,Таким образом, длина канала определяется по выражению1.=Н-(26-52 Ь)или с учетом величины, учитывающейсвязи, геометрических и электрическихпараметров установки с производительностью, она равнагСН-(26-52)йсдт рКак видно, выражение Н по сути определяет длину канала в том случае,если он замкнут накоротко. Таким образом, за счет нового конструктивногоисполнения установки можно длину канала значительно сократить, что в условиях действующих литейных цеховс ограниченными возможностями по пло-,щадям имеет очень важное значение. Новое конструктивное исполнение установки позволяет повысить надежность ее работы (исключает возникновение пинч-эАФекта), увеличивает КПД перегрева при сокращении длины канала и создает условия для внепечной обработки электрошлаковым способом в приемном колодце,Ф о р м у л а изобретения20 Устройство для электронагрева жидкого чугуна, содержащее приемныйи выпускной колодцы с установленнымив них токоподводяшими электродами,25 горизонтальный канал, соединяющийколодцы, летку для слива расплава,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью увеличения эффективности подогрева, снижения потерь в короткойцепи, оно снабжено леткой для сливашлака, установленной в приемном колодце выше уровня лещади летки для сливарасплава, электрод в приемном колодцеустановлен с воэможностью перемеще 35ния, а длина 1. канала определяетсяиз соотношенияТ,=Н-(26-52)Ь,где Ь - разность уровней шлаковой летки в приемном и металлической в выпускном колодцах (толщина слоя шлака), м;Н - величина, учитывающая связьгеометрических и электрических параметров установки с производительностью плавильного агрегата, м.1567644 Контролируемые величины Испытуемаяустановка Длина Диаметр кана- канала, ла, мм мм Потерив короткойцепи, Й Увеличение темПриложенное наРасходэнергииприОТ=100 К пературы, ДТ пряжение,В 40 30 УЭП 500/7Предлагаемая 24 100 30 900 Составитель А. БармыковРедактоР Е, Ходакова ТехРед Л,Олийнык Корректор Т, Палиа Подписное Тираж 500 Заказ 1303 ВБИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 900 . 850 800 750 700 650 600 550 500 30 30 ЗО 30 30 39 30 30 30 220 220 220 220 220 220 220 220 220 180 170 160 145 130 120 110 100 100 20 20 21 23 25 27 28 30 ЗО