Всасывающий патрубок циркуляционной вакуум-камеры

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (11) 3(51) С 21 С 7 10ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ я, 3 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1, ВСАСЫВИВ(ИИ ПАТРУБОКЦИРКУЛЯЦИОННОИ ВАКУУМ-КАМЕРЫ,содержащий кожух, огнеупорную футеровку и узел подачи транспортирующего газа в виде коллектора с радиально направленными трубками,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,,с целью уменьшения износа футеровкивсасыяающего патрубка, выходныеконцы радиальных трубок расположеныв направлении к центру от поверхности футеровки на 0,03-0,045внутреннего диаметра патрубка.2, 11 атрубок по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с цельюповышения долговечности выходныхконцов радиально направленных трубок узла подачи транспортирующегогаза, трубки выполнены трехслойнымпричем наружный слой - из неркавею.,щей стали, внутренний - из кварца,а промежуточный в виде набивки изалундового порошка,ВИзобретение относится к черной металлургии и может быть Использовано в установках ннепечного циркуляционного накуумиронания жидкой стали.Известна установка с патрубками для обеспечения циркуляции через вакуум-камеру при непрерывном вакуумнровании металла после погружения обоих патрубков (всасывающего и сливного) н жидкий металл. При этом предусмотрена подача во всасывающий патрубок инертного газа (1 .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является всасывающий патрубок циркуляционной вакуум-камерысодержащий кожух, огнеупорную Футеровку и узел подачи транспортирующего газа в виде коллектора с радиально направленными трубками 23 .Недостатком. известной конструкции является ускоренный износ фу,теронки всасывающего патрубка в зоне выходных отверстий стальных подводящих трубок и несколько выше этой зоны,т.е. в местах выхода га; эа и несколько ньиве мест выхода газа иэ узла (системы ) его подачи. Причиной ускорения износа Футеронки является усиленное барботирующее действие газовых пузырьков, образующихся по мере выхода газа из стальных трубочек в массу расплавленного металла н непосредственной близости к стенке огнеупорной Футеровки.В момент выхода происходит снижение давления в газовых пузырьках, их объем резко увеличивается, часть из них врывается н массу жидкого металла, а часть прижимается расплавом к поверхности Футеронки и всплывает вдоль поверхности вверх. Футеронка при этом испытывает попеременно касание пузырьков и удары частиц жидкого металла, оказывающих разрушающее действие. Кроме того, разрушающее действие и нарушение равномерности подачи транспортирующего газа происходит по причине слипания (заваривания) выходных концов трубочек, а затем после нарастания давления до 25 атм прорыв газа (разваривание закрытого конца) и падения давления. Эта скачкообразность подачи газа во всасывающий патрубок снижает, кроме того, технологичность процесса и затрудняет управление им.увышенный износ огнеупорной Футеровки приводит к преждевременному выходу иэ строя всасывающего патрубка. Это приводит к преждевременному останову на ремонт и к необходимости замены футеровки самого патрубка и прилегающего участ 10 ка вакуум-камеры. При этом сокращается межремонтный период, увелич;д.аается общий расход огнеупоров и трудозатраты на ремонты.Целью изобретения является уменьшение износа футеронки всасывающего патрубка, повышение долговечности выходных концов радиально направленных трубок узла подачи транспортирующего газа.Поставленная цель достигается тем, что но всасывающем патрубкециркуляционной вакуум-камеры, содержащем кожух, огнеупорную футеронку и узел подачи транспортиру 15 ющего газа и виде коллектора срадиально напранленнымн трубками(выходные концы радиальных трубокрасположены н направлении к центру от поверхности Футеровки на0,03-0,045 внутреннего диаметрапатрубка.Трубки выполнены трехслойными,причем наружный слой - из нержавеющей стали внутренний иэ кварца,а промежуточный - н виде набивки из алундового порошка.На Фиг. 1 показан патрубок вплоскости узла подачи транспортирующего газа, поперечное сечение;на фиг. 2 - сечение А-А на Фиг, 1.Патрубок состоит из трубки 1.подвода газа к коллектору иэ простой углеродистой стали, коллектора 2 из трубки из простой углеродистой стали, радиально направлен-,ных подводящих газ трубок 3, квар-ценой трубки 4, Формирующей внутренний газопронодящий канал, трубки 5из нержавеющей стали (Х 18 Н 10 Т),набивка 6 иэ алундоного порошка,40 гарнисажа, образуемого расплавленной (обрабатываемой ) сталью н процессе работы.Всасывающий патрубок циркуляционной вакуум-камеры, благодаря то 45 му, что выходные концы подводящихгаэ радиально направленных трубоквыведены на расстояние 0,03-0,045от внутренней поверхности футеровки, позволяет уменьшить барботаж5 О металла и нсплынание пуэытьков газанепосредственно у стенки футеронки. А это, н свою очередь, резкоуменьшает износ (разрушение) футеронки. Повышение. стойкости,футеровки всасывающего патрубка позволитувеличить соответственно межремонтный период, так как футеровкавсасывающего патрубка является лимитирующей (имеет наименьшую стойкость),Набивная Футеровка стыковки(соединения ) всасывающего патрубкас Футеровкой днища вакуум-камерыслужит соответственно дольше.Кроме того, наличие с внутрен 65 ней стороны радиальных трубок51 О кварцевого слоя (кварцевой трубки ) позволяет иэ-эа отсутствия износа иметь в течение всего процесса эксплуатации стабильного размера калиброванное отверстие (6 3 мм) и стабильную длину. Это позволяет исключить слипание (заваривание ) выходных концов трубочек, а затем прорыв газа с разрывом заваренных концов трубок и, соответственно, исключить скачки в подаче транспортирующего газа, стабилизировать его подачу и процесс вакуумирования, повысить технологичность, При этом упрощается подбор необходимого расхода газа для различных . марок вакуумированной стали (с различными физическими своиствами ).Выведение выходных концов радиальных трубок на расстояние не менее 0,03 внутреннего диаметра патрубка не позволяет снизить в достаточной мере барботаж металла у поверхности футеровжи и не достигается по этой причине полный эффект повышенной стойкости .Выведение выходных концов подводящих газ радиальных трубок на расстояние от футеровки более 0,045 внутреннего диаметра патрубка не дает дальнейшего повышения стойкости футеровки, но повышает энерговатраты на подачу газа (чем больше длина трубопровода, тем больше падение давления газа от исходного ), Это нецелесообразно.П р и м е р . Испытания проводят на вакуум-камере, предназначенной для.циркуляционного вакуумирования стали со скоростью 13-31,6 т/мин (проектные характерйстйки ), Диаметр канала всасывающего патрубка 320 мм, сливного ,280 мм (беэ водоохлаждения).Проводят футеровку патрубков и всей вакуум-камеры из периклазошпинелитных огнеупоров. Набивка прилегающая сверху к патрубку магнезитовая. Ваае слоя магнеэитовой набивки до уровня подины выполняется магнезитохромитовая набивка для вакуумирования - вакуум-плотная, толщиной 200 мм, внутренний диаметр 15 20 25 30 35 40 45.50 вакуум-камеры 1200 мм, высота от днища до устья горловины 4450 мм, средний вес плавки мартеновской стали 115 т, время вакуумирования 15-20 мин. За это время весь металл проходит через вакуум-камеру не . менее трех раз, Транспортирующий гаэ - аргон, давлением 25 атм.Проводя испытания известной Я (выходные концы радиально направленных к центру отводов-трубочек из нержавеющей стали (марки Х 18 Н 10 Т)для подачи газа (аргона) выполне"ны заподлицо с внутренней поверхностью футеровки д к = З,д нор"5 мм,длина трубки 120 мм от коллектора )уизвестной (2 (радиальные трубкитех же размеров и того же материала, но с выведением выходных концов за пределы футеровки на 0,0150,03 и 0,045 О по направлению кцентру) и предлагаемой конструкций всасывающего партубка (выходные концы радиально направленныхотводов-трубочек для подачи газавыведены по направлению к центруот внутренней поверхности футеровкина 0,015; 0,03 у 0,0375 у 0,045 и0,06 О, длина трубки 126-140 мм).Радиальные трубки для подачигаза выполняют трехслойнымиг внутренний слой из кварцевых трубок 4.с диаметрами внутреннимид э.3 мм,наружными до 5 мм; наружнйй слойиз трубочек 5 нержаверцей стали(Х 18 Н 10 Т) с внутренним диаметром 1с 38 н 8 мм, наружным с) о(, 10 ьвеумежду внутренним и наружным слоямивыполнена набивка 6 иэ алундовогопорошка - слой едем 5 мми сдкч .8 мм.Трубка 1, подводящая газ к коллектору, при известной и предлагаемой конструкциях: д к 10 мм,3 а 14 ми, материал Ст.3, коллек-тор из трубы таких же диаметрови того же материала.Результаты испытаний всех конструкций по числу вакуумированныхплавок в межремонтный период (характеризующий стойкость футеровкивсасывающего патрубка ) и числу.готовых ремонтов прн этом приведены в таблице.1059008 Число ремонтов в течение года Число вакуумированныхплавок доремонтафутеровкивсасывающего патрубка (икамеры ) при сменпри Зхсменнойработепри плане вакуу"мирования 1080 пла,вок в год ной работепри плане вакуу-мирования360 плавок в год 196 Известная 1) 18,3 54,9(2) Выходные концы выведены по направлению кцентру эа пределы Футеровки на 0,0150=5 мм 21 17,1 19,0 0,030 10 мм 19 22 0,045 Рщ 15 мм 16,4 Предлагаемая. Вюходные концы выведены по направлению к центру отвнутренней поверхности футеровки на 0,0151)=5 вее 26 13,8 41,4 0,030 =10 мм 29 12,4 37,2 003750=125 мм0,0450=15 мм0,060 =20 мм 33 10,9 32,7 12,011,25 30 36,0 32 33,75 Испытание известной (2 конструкции.По наблюдениям за состояниемвыхбдйых концов подающих гаэ трубок полностью вплоть до футеровкисплавляются или обрываются после2-4-х.первых вакуумнрованных плавок. После 2"й, 3-й плавок сплавленные выходные концы большинстватрубок закупориваются иэ-эа сплющивания конца трубки или эаметаливания обрабатываемьм металлом. Закупоренные трубки на последующихвакуумированиях плавок под давлениемаргона (до 25 атм) после размягчения расплавом стали обрываются,поэтому расход газа увеличиваетсяскачкообразно. Стойкость футеровкипо сравнению с известной конструкцией практически остается на этомае уровне,Испытание предлагаемой конструкции.Радиальные трубки для ввода аргона во всасывающий патрубок прак 60 Окидаемый экономический эффектот эксплуатации укаэанной вакуум- камеры с предлагаемой конструкцией всасывааацего патрубка составит 23029,5 руб. в год при трехсменном 65 режиме работы. Конструкция всасывающего патрубкадтически не изнашиваются. Образу ется конус гарнисажа из обрабатываемого металла, Объясняется это тем, что внутренний слой (кварцевая трубка) обладает жесткостью (не размягчается ), сохраняет ста- бильный раэмер и форму отверстия и стабильную длину радиальных трубок, При некотором эаметаливании выходного конца, трубка не обры" вается, а после размягчения налипшего на выходной конец трубки металла, отверстие раскрывается при пРохождении чеРез него аргона.Стойкость футеровки всасывающего патрубка повьааается в среднем до 30,7 плавок вакуумирования, т.е, примерно в полтора раза./35, Тнрак 566ВНИИПИ Государственного коьвтно делаи иэобретений и о113035, Москва, 3-35, Раувскан иефилиал ППП Патент , г. загород, ул. Цроектнан Составитель А ЩеН.Рогулич ТехредМ.Хостик Подписноета СССРткрытийаб. д. 4/5