Устройство для непрерывного рафинирования металла

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(5)М. Кл.з с присоединением заявки М С 21 С 1/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 231080 В, Д, Довбня, А. М. Ткаченко, В, И. Московка, Г. Ф. Петров,В. Л, Найдек, О. А. Коваленко и В. Н. Куличков(71) Заявитель Институт проблем, литья АН Украинской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО РАФИНИРОВАНИЯ . МЕТАЛЛАИзобретение относится к специаль-,ной электрометаллургии и предназначено для обработки добавками расплавов черных и цветных металлов,Выплавляемый металл для получения 5слитков кузнечных заготовок и отливок ответствениого назначения подвергают на выпуске из печи непрерывному рафинированию в противотоке шлака. 10Известно устройство для непрерывного. рафинирования металла, включающее емкость с крышкой и охватывающийее статор, механизмы подачи реагента,металла и отвода жидкого продукта,в котором нижняя часть емкости выполнена кольцевой с конусной плоскостью, причем на внешней стенкевнутреннего кольца установлен индуктор радиального бегущего электромагнитного поля (1).Недостатком известного устройстваявляется недостаточная скорость взаимодействия металла в противотокешлака, что обусловлено ограниченной 25поверхностью контакта металл-шлак.Действительно, центробежные силы наружного статора определяют четкуюграницу раздела металл-шлак, что существенно сужает зону активного вза- Зр имодействня, т.е, перемешивание металла со шлаком повсему объему емкости практически отсутствует и эффективность процесса непрерывного рафинирования металла незначительна, кроме того, при подаче реагента на зеркало металла в емкости происходит отбор тепла на расплавление реагента и перевод его э шлак, причем возни" каемые потери тепла не восполняются, а температура смеси в реакционной зоне заметно снижается. Это не дает возможности использовать реакционную способность шлаков, что не поз" воляет достичь существенного улучшения качества получаемого металла.Цель изобретения - повышение эффективности непрерывного рафинирований металла и улучшение качества выплавляемого металла.Поставленная цель достигается тем, что конусный выступ в реакторе снабжен коническим статором аксиально бегущего электромагнитного поля, а по оси его выполнена вертикальная камера с донным токоподводом, соединенная с кольцевой емкостью каналамиеНа фиг. 1 показано устройство, разрез на Фиг. 2 -разрез А-А наУстройство для непрерывного рафинирования металла, содержащее емкость с нижней кольцевой с конусным выступом частью, крышку с размещенным на ней узлом ввода металла и добавок, о т .- л и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью повышения эффективности рафинирования, конусный выступ с наружной стороны снабжен статором аксиально бегущего электромагнитного поля, а по его оси выполнена вертикальная камера с донным токоподводом, сообщающаяся с колу цевой емкостью каналами. фиг.(конструктивное выполнение статора).Устройство 1 представляет собой емкость, нижняя часть которой выпол нена кольцевой с конусным выступом 2 и токоподводом 3 по оси. В конусную полостьс наружной стороны установлен конический статор 4 аксиально бегущего электромагнитного поля, футерованный огнеупором 5. Статор (фиг. 2) выполнен по конусу вращения и шихтован из листов электротехнической стали с шестью пазами для укладци фазных обмоток 6 статора, соединенных в звезду с вывернутой фазой С Создаваемый статором противоток металла и шлак существенно повышают 15 эффективность непрерывного рафинирования металла.По оси конусного выступа выполнена вертикальная камера 7 в виде цилиндра, которая соединена с кольцевой емкостью каналами 8 для циркуляции жидкого металла. На крышке 9 размещен узел ввода металла и добавки, который выполнен из конического сме сителя 10 с тангенциально установленным к нему желобом 11 с токоподводом 12 и насадка 13 в форме короткой трубы из огнеупорного материала, Благодаря конструктивному выполнению вертикальной камеры и соосно расположенного над ней узла ввода, металл с добавками перегревается, ин-. тенсивно взаимодействует при электро- дуговых разрядах, что существенно улучшает качество рафинируемого металла, Бункер 14 заполнен добавками 15. Рафинированный металл 16 сливается через летку 17, а отработанный поток шлака 18, собираясь в кольцевой полости 19 реактора, сливается через летку 20. Перегородка 21, установлен-ная внутри реактора, образует сифон 22, отделяющий шлак на сливе металла.Работа устройства происходитследующим, образом.На сливаемую на приемный желоб 11 4 струю металла непрерывно подают добавки 15 в виде мелкодисперсных порошков, гранул и окатышей. В смесителе 10 добавки смешиваются с металлом в закрученную струю металло-шлаковой смеси, которая через насадок 13 сли вается в вертикальную камеру 7. Падая на токоподвод по оси камеры, жидкий металл струи замыкает цепь тока, подключенную к регулируемому источнику от промышленной электросети пи тания. В активной зоне камеры возниКает электрическая дуга при периодических разрывах струи, возникающих в результате воздействия электрического тока и магнитного поля, которое вызывает стягивание струи электропроводного металла. Поц воздействиемвысокой теМпературы дуги добавки плавятся, шлак заполняет камеру и начи,нает стекать по футеровке 5 конуснойплоскосТи 2. Металл заполняет кольцевую полость 19 устройства и по каналам 6 перетекает в кольцевую нижнюю часть емкости. Собираясь над башмаками конического статора 4, металлподнимается аксиально бегущим электромагнитным полем статора навстречустекающему шлаку 18 к горловине вер-.тикальной камеры и сливается в нее.Таким образом осуществляется процесснепрерывной циркуляции металла и шлака в противотоке, что достигается ускорение их взаимодействия. В активнойзоне камеры поддерживается непрерывный процесс электрошлакового рафинирования. Рафинированный металл сливается через сифон 22, образуемыйперегородкой 21, и сливную летку 17в приемный ковш. Устройство можетбыть применено для непрерывного рафинирования металла от серы, фосфора,на выпуске из печи, например из га-,зовой вагранки с низкой температурой выплавляемого чугуна, порядка1 280 13004 СПо предварительному расчету ожидаемый экономический эффект от внедения одного устройства для условийгунно-литейного цеха за счет снижения брака годного литья на 10-15и улучшения качества разливаемогочугуна в 1,2-1,5 раз составляет около100 тыс. руб. в год,формула изобретениа Источники информации,принятые вО внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 353964, кл, С 21 С 1/02, 1971.773082 икова Корректор М. лароши СоставитЕЛь И.Техред А. Ач дакто анкин ППП Патент, г. Ужгород, ул. ПрОеКТНВЯ,фили каз 7432/32 ВНИИПИ Государст по делам изобр 113035, Москва,Вав аде м ьвьТир 8 Подписноенного СРений и35, Ра дв 4/5