Устройство для вакуумирования жидких металлов

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Опубликовано 3 Госуаарственныи иомите Совета Министров СССРпо делам изобретений) Авторы изобретения Перевязко Гасик и Ю, А. Нефедо Заявител непропетровский атеталлургический институт(54) УСТРОЙС ВАКУУМИРОВАН ИЯЕТАЛЛОВ КИХ 2 промежду точухе, что приугару легирязнению меи включения 1 зоб;, цц отоцг к ьоцтркццям аг. регатов для вцепечного вакуумирования жидких металлов, в особенности сталей,Известны и широко применяются агрегаты (вакуумные камеры) для вцепечцого вакуумировацця жидкой стали в струе путем перелива металла из ковша в ковш или в изложницу, размещенные в вакуумной камере, При этом в вакуумную камеру устанавливают пустой ковш или изложницу, затем камеру накрывают крышкой, в центре которой имеется отверстие для установки промежуточной футероваццой воронки. Для создацц первоначального разрежения в вакуумной камере отверстие в воронке закрывают алюмшгиевым листом 11). Ковш с готовым по химическому составу жидким металлом подают и устанавливают над воронкой, и после создания в камере ва куума открывают стопор ковша. Металл по- надает в промежуточную воронку, заполняет ее и, создав гидрозатвор на входе в вакуумную камеру, расплавляет алюминиевый лист и струей переливается в ковш или изложницу, 2 находящиеся в вакуумной камере. Падающая струя на пути от промежуточной воронки до металлоприемника (ковша, изложницы) разбрызгивается на отдельные струйки и капли и вакуу мируется. 3 Однако известные аргега рования в струе жидких мет достатки.Поскольку прием металла в ковш или изложницу рассчитан на всю садку, вакуумная камера должна иметь большие габариты и объем, что требует установки мощных и высокопроизводительных вакуу мных насосов и больших производственных площадей.Нельзя вакуумировать нераскисленный металл, так как раскисление его в ковше или изложнице под вакуумом при вакуумировании переливом трудно или невозможно осуществить, При вакуумировании же струи раскис- ленного металла удаляется, в основном, водород; удаление же кислорода и азота происходит незначительно, т. е. вакуумирование металла переливом в таких агрегатах недостаточно эффективно.Перелив металла из ковша вную воронку происходит на воздводит к вторичному окислению,рующих и дополнительному загталла газами и неметаллическимми.В применяемых вакуумных камерах процесс вакуумирования периодический, а значит и малопроизводительный.Цель изобретения - увеличение степени дегазации и повышение качества металла,Это лостигдется тем, что в устройстве лля вдмумировдния жидких метал.гоп меж:у дном )1 егаллосх)Ости (цдп 11 цмс, коии 1 д) и мстдллоприемицком (цдпрцмср, излжцицей, кристдллиаа горем, формой, ковшом) вертикально устанозлсц вытянутой формы футсрованньш проточый резервуар, состоящий из двух герметично соединенных основаниями конусов. Верхний конус большой высоты своей вершиной посредством уплотцительных элементов гсрметичло соединен с лцом метдллоемкости ( ковш с ) при 1 стдцовкс иОсл. ЛИСГО с мстдлло лля заку)мировдци;. Б боковой стенке кОцусд ц ест)с 51 Отверстие для ИО.,соединения агрегата к системе вдкуумцы цасо- сОВ, а в нижней части слслдцО Окц, в кото. рое герметично вставлен шнековый питатель, связанный с бункером. служащий для непрерывной и рдв:о.,:ерцоц подачи пол, струю мс талла порошкоооразцых грацулированных или мелколробле:Иых раскислит елей, рафинировочных и легирующих материалов, которые за счет большой вь)соты падения струи энергично перемешиваются металлом, эмульгируются им и непрерывно вытекают вместе с металлом в металлоприемцик через нижнее выпускное отверстие, образуя при этом в нижней части резервуара гидравлический затвор из жидкого металла. что лостигается определенным соотношением скоростей поступления и вытекация металла из резервуара.Нд чср Геке 11 г)слстс)чл 510 )Ицсывдсмос гс- роиство.Устройство лля вакуумирования жидких металлов состоит из футерованного проточного резерв ара конусов 1 и 2, ГерхСтичцо соединенных между собой основаниями, и шнекового питателя 3, соединенного с герметично закрываемым бункером 4, который служит лля хранения, непрерывной и равномерной подачи пол струю металла порошкообразных, гранулировднцых или мелколробленцых раскислителей, рафицировочных и легирующих материалов.Верхний конус большой длины своей вершиной через уплотнительные элементы 5, 6, 7 герметично соединяется с дном ковша 8, а нижний конус 1 посредством удлиненного стакана 9 и крышки 10 - с металлоприемником 11. Сменный разливочный стакан 9 фпксирется в гнездовом кирпиче резервуара звездочкой 12.Уплотнительный узел резервуара с ковшом 8 выполнен в виде наружного кругового лаза 7, резинового (или из другого материала) кольца 6 и кольцевого цилиндра 5, приваренного к дну ковша 8,В боковой стенке верхнего большой высоты конуса вверху имеется отверстие для подсоединения агрегата к системе вакуумных насосов, а в нинжеи части сделано окно лля герметичной установки в цсцо шнекового питателя 3.Устройство снабжено гляделкой 13, црелца. значенной для наблюдения за уровнем метал 5 10 13 )о 25 3) 35 40 45 бг) 60 65 лд в резервуаре и про)г ссом вакуумцровдция.Осцовцоц рсз 1)ц р д. 1 )лобствг ф 1 с1 ки и эксц)удт 1)и ц цсхот) Из:1;1 д в:11:) ) мирона 1 Я, И 111) 1)11 111 л 11) х О 1 СО 1) 1 1, к) торые посрсдсгвом болтов1 и прокладки 13 герметично соединены между со;)1. Верхний конус своей большой высотой Обеспечивает разрыв струи на мелкие капли, легазацшо и рдскислецие металла за счет солсржагцегося в нем углерода в процессе падения струи и вдкуу.,Иом 11 острацс) вс резервуара. Нижний коц)с малой ьысоты С,1)кит лля сбора провдк ) мировдцнОГО 1 етяллд, леГирйвдция и ра фццировацця его подаваемыми шнекоццм ццтпслем ч)тсрцаламц, э)ульгцров)ция продуктов рдфицировация ц )лалсчшя цх в;:сстс с металлом через рдзлццочный стакан 9 в металлоприемцик 11.Вакуумцрованце металла в устройствс осуществляется следующим образом.Перед началом вакуумировдцця в бункер 4 загружают порошкообразцые, грацулировднные или мелкодробленцыс раскислителц, рдфицировочные и легирующие материалы ц бункер герметично закрывают крышкой. Футеровку устройства с помощью газовой горелки, вставленной снизу в отверстием незлового кирпича, разогревают в течение 20 - 30 мин до температуры 1200 в 15 С. После этого в гнездовой кирпич снизу на огеупорцой ж)1 дой массе вставляют разливочный стакан 9 и закрепляют звсзлочной 12, В канал разливочного стакана снизу вставл 5 пот металлическую (алюминиевую) трубку, которая предусмотрена для создания начального вакуума, накопления цск)Торох) ооьсма металла в нижней части емкости и создания гидравлического затвора, Она через 1 - 3 сек от начала вакуумировдция расплавляется и позволяет свободно вытекать вакуумироваццому металлу вместе с эмульгировдццыми в цем продуктами рафинирования в металлоприемник 11.Затем пол устройство устанавливают металлоприемццк. слив металла в который из устройства осуществляется без контакта с воздухом, что достигается путем создания в полости металлоприемника материалов, например солей щслочцьх ц ццлочноземельных металлов, расплавляющихся и испаряющихся при попадании первых порций жилкого металла в металлоприемник.Затем ца устройство опускают ковш с жидким металлом и герметично соединяют с полостью резервуара за счет кольца и уплотняющей прокладки, Включают вакуумные насосы и в полости резервуара создают вакуум.Открывают стопор ковша и одновременно выключают двигатель шнекового питдтсл 5 для подачи под струю металла раскислителей, рафинировочных и лег 11 рующих м)тсриалов. Первые порции провакуумированцого металла за счет металлической пробки, находящейся в канале разливочного стакана, не вытекают, а скапливаются в нижней части резервуара, образуя гидрозатвор; через 3 - 5 сскметаллическая пробка расплавляе 1 ся н ооработанный металл вместе с,мульгпровапнымн в цем пролдкгамп рафинирования начпнаез вьтскать ц мсталлоприсмник, однако, в нижней части резервуара постоянно находи 1 ся определенный объем металла высотой 20 - 50 см, необходимый для создания гидрозатвора на выходе устройства. Наблюдение за процессом обработки и уровнем металла в агрегате ведут. через гляделку 13, а регулирование скорости перелива осуществляется с помощью стопора ковша 8.Струя жидкого нераскисленного металла, попадая через разливочный стакан ковша в вакуумную полость резервуара, за счет содержацихся в металле газов и раскисления углеродом разрывается и разбрызгивается на отдельные капли и струйки, которые при своем падении с большой высоты (2 - 4 м) глубоко дегазируются, как по водороду, так и кислороду и азоту и подегазированный в струе металл внизу легируется кремнием, алюминием и другими материалами, подаваемыми шнековым питателем под падающую струю металла, перемешиваются и эмульгируются им и вытекат вместе с металлом в металлоприемник без контакта струи с воздухом.Благодаря такой конструкции устройства осуществляется наиболее эффективное вакуумирование нераскисленного металла в струе с одновременным последующим его легированисм под вакуумом, что обеспечивает глубокую дегазацию металла, высокие коэффициенты использования легирующих материалов и, поскольку процесс идет непрерывно, высокую производительность агрегата при его конструктивной простоте в изготовлении и эксплуатации.Для разработки и опробования эффективности работы агрегата в проблемной лаборатории ферросплавов ДМЕТИ проведены опыты по вакуумированию стали состава: С 0,40%; Мп 0,4%; Сг - следы; 8 0,022%; 0 0,012%; Х 0,007%; Н 7 мл/100 ю, выплавленный в1,5-тонной луговой печи, в полупромышленномарегате заявляемой конструкции с подачейпод струю смеси, состоящей из дробленного5 65%-ного ферросилиция (4,0 кг/т), порошкаалюминия (0,3 кг/т) и дробленного плавикового шпа га (1 кг/т), После вакуумированцяв указанном агрегате саль имела: С 0,37%,Мп 0,39%; Сг - следы; 51 0,26; А 1 0,028%;1 О Ь 0,021%; О 0,002%; Л)0,003%; Н1,2 мл/100 г, т. е. металл был очень чистым посодержани о кислорода, азота и водорода икоэффициент использования кремния составил100% - -93%.15Формула изобретения1. Устройство для вакуумирования жидкихметаллов, содержащее емкость для подводаметалла, металлоприемник с крышкой, уста 3) новленую между ними футерованную промежуточную емкость и вакуумсистему, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения степени дегазации и повышения качества металла,промежуточная емкость выполнена составной25 из двух соединенных между собой своими основаниями конусов, верхний из которых своейвершиной соединен с дном металлоемкости иснабжен питателем с бункером, соединеннымс ним в нижней части конуса, а нижний в30 своей вершине имеет отверстие со сливнымстаканом, соединенным с крышкой металлоприемника, причем вакуумсистема соединенас верхним конусом.2. Устройство по п, 1, отличающееся35 тем, что верхний конус выполнен с высотой,равной 2 - 4 высотам нижнего конуса.3. Устройство по п, 1, отличающеесятем, что рабочий слой футеровки промежуточной емкости выполнен из углеродистого ма 40 териала,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авт. св. Ло. 250392, кл. С 21 с 7/00, 25. 0,71,556184 тавитель Р. ВельцерТехред Н. Аук Корректор Л. Орлова Редактор А. Осочннков Поди псноСССР аж 690та Мииилрсытийнаб., д. 4/5 Изд, М 418 Т ИИПИ Государственного комитета Сов по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж.35, Раушская