Устройство для рафинирования металла

ОЮЗ СОВЕТСКИ ЦИАЛИСТИЧЕСНСПУБЛИК 9) (С 102 5 БРЕТЕНИЯ,Стр СС2 я к черноиь использованго металла ми как кус азными маменьшение поовышениер 5 бкао предложенСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ П.(НТ СССР(71) Днепродзержинский индустрный институт им. М.И,АрсеничеДнепровский металлургическийнат им, Ф,Э.Дзержинского и Проственное обьединение нйдановт(57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использоИзобретение относитс металлургии и может быт для перемешивания жидко и обработки его различн ковыми, так и порошкооб териалами,Цель изобретения - у терь тепла металлом и и стойкости Футеровки пат На чертеже изображен ное устройство, обий ввано для перемешивания жидкого металла и обработки его различными как кусковыми, так и порошкообразными материалами. Цель изобретения - умень. шение потерь тепла и повышение стойкости футеровки патрубка, Устройство, состоящее из бункеров для кусковых и порошкообразных материалов, снабжено теплообменными трубами, установленными в бункере для порошкообразных материалов. Каркас патрубка выполнен из концентрических труб, образующих внешнюю и внутреннюю полости. Внутренняя полость соединена с полостью патрубка, а внешняя полость - с трубопроводом для подвода газа, Благодаря снижению бункера для порошкообразных материалов теплооб" менными трубами и выполнению газово" го охлаждения патрубка снижаются С потери тепла и повышается стойкость патрубка, что приводит к ускорению процессов раФинирования, 1 ил. Устройство состоит из двух покрытых теплоизоляцией бункеров 1 и 2 Бункер 1, герметично закрываюцийся крышкой 3, предназначен для порошко образных, а бункер 2 с крышкой 4 для кусковых материалов. В нижней части бункеров 1 и 2 установлены .теплоизолированные дозаторы 5 и 6 для порошкообразных и кусковых соот ветственно материалсв. Например, в бункере" 1 можно использовать лопасной или винтовой дозатор, а в бункеое 2 - вибродозатор. Ниже дозирующих устройств расположена теплоизолированная воронка 7 для концентрацииметериалов, поступающих из бункеров1 и 2 в полость патрубка 8 которыйпогружен в металл, находящийся в ста"леразливочном ковше 9.Погружной патрубок состоит из трехконцентрически расположенных металлических труб 10 - 12 с Футеровкой13, образующих две соединенные в нижней части кольцевые полости 14 и 15.Наружная полость 14 соединена черезколлектор 16 и впускной клапан 17с трубопроводом 18 для подвода газа.Внутренняя полость 15 каналами 19сообщается с плоскостью погружногопатрубка 8,Бункер 1 в нижней части имеет коллектор 20, соединенный с внутреннейполостью воронки 7 и, следовательно,погружного патрубка 8. В верхней части бункера 1 выше уровня засыпкиматериалов расположен коллектор 21с отверстием 22, соединенный трубами23 с коллектором 20. Труба 24 соединяет коллектор 21 с выпускным клапаном 25.В бункере 2 выше уровня засыпкиматериалов имеются каналы 26, соединяющие полость бункера с коллектором 27,к которому присоединен выпускной клапан 28.Выпускные клапаны 25 и 28 могутсоединяться с атмосФерой или с отсасывающей установкой (вакуумным насосом).Устройство работает следующимобразом.После загрузки бункеров 1 и 2 рафинирующими материалами бункерыгерметично закрывают крышками 3 и 4и вводят погружной патрубок 8 устройства в металл, находящийся в стале"разливочном ковше 9, на заданнуюглубину. При этом выпускные клапаны25 и 28 открыты, чем обеспечиваетсяравенство давлений внутри и снаружипогружного патрубка и, как следствие,заполнение патрубка металлом до уровня, соответствующего уровню металлав сталеразливочном ковше с учетомтолщины слоя шлака, Затем клапаны25 и 28 закрывают и открывают клапан17, благодаря чему нейтральный газО охлаждает Футеровку 13 патрубка, что трубу 24 и клапан 25 поступает в атмосферу либо в отсасывающую установку, применение которой позволяетувеличить скорость подьема металла впатрубке, т,е. повысить производительность устройства, а также даетвоэможность уменьшить глубину погружения патрубка в металл. Проходя по 40 трубам 23. гаэ отдает им тепло, аккумулированное в погружном патрубке,нагревая тем самым порошкообраэныематериалы, находящиеся в бункере 1.При этом передача тепла материалуосуществляется через стенки труб,которые для уменьшения потерь теплаи ускорения теплопередачи выполняютиз материалов с высокой теплопроводностью (сталь, медь и др.).1Температуры газов, покидающих бункер, и находящихся в нем материаловопределяются при прочих равных условиях площадью поверхности труб,контактирующей с нагреваемыми материалами. Она должна обеспечиватьприближение температуры газов передвыпускным клапаном к температуре окружающей среды, что, с одной стороныобусловливает минимальные потери теп 15 20 25 ЗО полости 14 и 15 и через каналы 19попадает в полость погружного патрубка 8, повышая в нем давление. Врезультате этого металл иэ патрубкавытесняется, опускаясь до заданногоуровня, находящегося выше нижнегосреза патрубка . При прохождении черезполости 14 и 5 гаэ, нагреваясь,приводит к повышению ее стбйкости.В полости патрубка 8 осуществляется дальнейший нагрев газа жидким металлом и Футеровкой патррбка,имеющей температуру поверхности, близкую к температуре металла.По достижении металлом в патрубке заданного нижнего уровня, соответствующего определенному давлению газа в полости патрубка, открывают выпускной клапан 25 или 28 либо оба одновременно, что определяется требованиями технологии раФинирования.Клапан 25 открывают, если в металл необходимо ввести порошкообразные материалы, например науглероживающие добавки, шлакообразующие раФинирующие смеси и др. При этом нагретый в полости патрубка 8 газ, вытесняясь металлом, через воронку 7, коллектор 20, трубы 23, коллектор 21,782076 5 1 О 15 2025 30 35 40 45 50 55 515 ла металлом, а с другой, позволяет не применять специальные теплообменные устройства для охлаждения газов, например, водой перед их поступлением в клапан с целью создания условий для его нормальной работы и повышения стойкости.Через отверстие 22 в колекторе 21 газ заполняет пространство над материалами в бункере 1. Это обеспечивает равенство давлений в полости патрубка 8 и бункера 1, чем исключается подвисание материалов в бункере и, следовательно, создаются условия для равномерной их подачи в металл внутри патрубка.Когда возникает необходимость в рафинировании металла кусковыми материалами, находящимися в бункере 2. например гранулированным алюминием, ферротитаном, силикокальцием и др., открывают клапан 28, вследствие чего нагретый газ из полости погружного патрубка 8 через воронку 7, дозатор 6., слой материала в бункере 2, каналы 28 поступает в атмосферу либо в отсасывающее устройство. При движении газа по связанным полостям между кусками материалов он охлаждается, а материалы нагреваются.В бункере 2 нет необходимости использовать теплообменные трубы, так как размеры полостей между кусковыми материалами значительно больше чем между порошкообразными, и достаточны для прохождения газа, которыЙ в этом случае отдает тепло материалу без посредника.Размеры кусков материалов должны быть такими, чтобы газ увлекал их за собой. Минимальный размер кусков материалов, исключающий их вынос иэ бункера газом и обеспечивающий достаточные размеры полостей для его прохода, при которых потери напооа будут находиться в допустимых пределах, определяют экспериментально.При одновременном открытии клапанов 25 и 28 отходящие газы нагревают материалы в обоих бункерах. По мере снижения давления газа металл в патрубке поднимается. Когда он достигает заданного уровня, например уровня расплава в сталеразливочном ковше, закрывают клапаны 25 и 28 и открывают клапан 17, что обеспечивает увеличение давления в полости патрубка 8 и, соответственно, понижение уровня металла с вытеснениемего из патрубка в ковш, т,е. повторение цикла пульсации металла.Подачу нагретых рафинирующих добавок из бункеров 1 и 2 в металл, находящийся внутри патрубка 8, производят порциями или непрерывно с помоцью дозаторов 5 и 6 одновременнос периодическим изменением давленияв патрубке. Эти материалы попадаютв металл и вместе с ним вытесняютсяиз патрубка в сталеразливочный ковш.Поскольку рафинирующие добавки нагреваются отходящими газами, которыеранее аккумулировали тепло металла,то, попадая в металл, они возвращаютему почти все тепло за вычетом потерь через стены патрубка и бункера, а также с газами, если их температура не снижена до исходной.Использование тепла в предлагаемом устройстве по сравнению с известным выше, так как, во-первых, практически все тепло, полученное рафинирующими материалами от отходящихгазов, нагретых в патрубке металлом,поступает в последний при вводе внего этих материалов. В известномустройстве часть тепла теряется врегенеративной насадке, посколькуоно аккумулируется насадкой и остается неиспользованным во время работы устройства. В предлагаемом устройстве доля этих потерь весьма незначительна вследствие того, чтоони имеют место лишь в теплообменныхтрубах, выполненных из материалов свысокой теплопроводностью и с малойтолщиной стен, рассчитанной исходя издавления в устройстве, которое находится в пределах 0,02-0,2 МПа, Вто же время для изготовления насадокрегенераторов используют низкотеплопроводные материалы значительнойтолщины, позволяющие аккумулироватьв насадке достаточное количествотепла. Во-вторых, при равных обьемахрегенеративных насадок и сыпучихматериалов, находящихся в бункерах,поверхность нагрева этих материаловбольше, чем регенеративных насадок,что обеспечивает более низкую температуру выходящих газов в предлагаемом устройстве по сравнению с известным,Благодаря тому, что рафинирующиереагенты поступают в металл нагретыми,эффективность его рафинирования поСоставитель В.СамсоновТехред М.Дидык Корректор Л.БескиФ ее а Редактор А.Маковская Заказ 1892 ВНИИПИ Гос Тираж 508 Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, И, Раушская наб д. 4/5 енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 зв вышается за счет ускорения их раст-,ворения в металле и уменьшения намораживания этих материалов и металла на стенки патрубка, В результате срок службы патрубка возрастаетПо сравнению с известным. оборудованием описываемая конструкция устройства позволяет увеличить стойкост футеровки погружного патрубка, использовать тепло отходящих газов для предварительного нагрева рафинирующих материалов, задаваемых в жидкий металл, ускорить растворение рафинирующих материалов в металле, уменьшить потери рафинирующих материалов, сократить потери тепла металлом при рафинировании.Формула изобретенияУстройство для рафинирования металла, содержащее герметичный бункер 578207 8для кусковых и бункер для порошкообразных материалов с дозаторами, Футерованный патрубок с металлическим5каркасом и трубопроводы для подводаи отвода газа с клапанами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюуменьшения потерь тепла и повышения ь стойкости Футеровки патрубка, оноснабжено теплообменными трубами, которые установлены в бункере для порошкообразных материалов и соединеныс трубопроводами для подвода газа иполостью патрубка, а каркас патрубкавыполнен из концентрических труб,образующих внутреннюю и внешнюю сообщающиеся кольцевые полости, при этомвнешняя кольцевая полость соединенас трубопроводом для подвода газа,20 а внутренняя - с полостью патрубка.