Устройство для десульфурации чугуна в непрерывном режиме

(19) 51)5 С 2 ИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛЬСТВ ВТОРСКОМУ СВ ходит реаанный чугу я в чугуноОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР(71) Донецкий политехнический институт(56) 1, Авторское свидетельство СССРМ. 324270, кл. С 21 С 1/02, 1970.2. Авторское свидетельство СССРМ 502945, кл, С 21 С 1/00. 1972,3. Ефименко С,П, и др. Внепечное рафинирование металла в газлифтах, - М.: Металлургия, 1986, с. 23 - 25,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕСУЛЬФУРА ЧУГУНА В НЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внепечной обработке расплавов, и может быть использовано для десульфурации ваграночного чугуна в непрерывном режиме,Известно устройство для десульфурации чугуна гранулированным магнием в непрерывном режиме при выпуске его из доменной печи, представляющее собой О- образный реактор, состоящий из трех частей: приемного вертикального стояка с воронкой для расплава, горизонтального колена и вертикального реакционного стояка со сливным носком 1, Десульфуратор - гранулированный магний при помощи воздуха или азота вдувается в расплав через фурму, установленную в горизонтальном колене устройства. Здесь происходит плавление и испарение магния. Пары магния увлекаются потоком чугуна в вертикальчый(57) Сущность изобретения: устройство, содержащее газлифтную колонну для обработки расплава парами реагента, снабженную каналами для ввода и вывода расплава, и испарительную камеру для ввода испаряющегося реагента, соединенную в нижней части каналом с газлифтной колонной, снабжено дополнительной камерой, соединенной в нижней части горизонтальным каналом с газлифтной колонной, Объем дополнительной камеры, ограниченный уровнями горизонтального и выпускного каналов, составляет 5 - 10 объемов газлифтной колонны. Площадь сечения горизонтального канала, соединяющего дополнительную камеру с газлифтной колонной, в 1,5-2,0 раза меньше площади сечения газлифтной колонны, 2 ил. реакционныи стояк, где происция десульфурации, и обработчерез сливной носок направляевозный ковш,Недостатками данного устройства являются низкая стойкость фурмы для ввода магния и ее заваривание, поскольку она омывается расплавом, значительный остаток чугуна в реакторе по окончании обработки, невозможность отделения шлака от металла,Для повышения стойкости и надежности работы фурмы для ввода магния известно устроЯство для обработки чугуна магнием с вводом послзднего через испарительную камеру 2. Десульфурация чугуна в устройстве осугцествлется парами магния в горизонтальном канапе переменного сечеНедостатками данного устройства являются низкая степень использования магния, поскольку в горизонтальном канале происходит расслоение газометаллического потока на фазы; быстрое заростание горизонтального канала шлаком и возможность выброса паров магния в приемный канал для расплава,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является проточный газлифтный реактор для десульфурации расплава чугуна магнием (31, Газлифтный реактор включает вертикальный канал с желобом для приема расплава, испарительную камеру с фурмой для ввода десульфуратора, вертикальную газлифтную колонну для обработки расплава парами магния. горизонтальный канал для передачи расплава, соединяющий в нижней части приемный канал, испарительную камеру и газлифтную колонну.Основным недостатком данного устройства является низкая степень десульфурации чугуна и значительные колебания содержания серы в расплаве на выходе из реактора, которые обусловлены работой реактора в проточном режигле, Этот недостаток весьма ощутим при последующем модифицировании чугуна как в ковше, так и внутри формы отливки.Целью изобретения является повышение степени десульфурации чугуна и стабилизации содержания серы в обработанном расплаве.Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабкено дополнительной камерои для расплава. соединен. ной в нижней части горизонтальным каналом с газлифтной колонной, причем объем дополнительной каглеры, ограниченный уровнями горизонтального и выпускного каналов, составляет 5 - 10 объемов газлифтной колонны, а площадь сечения горизонтального канала. соединяющего дополнительную камеру с газлифтной колонной, в 1.5-2,0 раза меньше площади сечения газлифтной колонныНаличие дополнительчой камеры для расплава, соединенной с газлифтной колонной горизонтальным каналом, позволяетсоздать циркуляцию расплава в устройстве (реакторе), способствующую повышению степени десульфурации расплава и стабилизации содержания серы в нем после обработки. Заявляемые пределы отношений объемов камеры по расплаву и газлифтной колонны являются оптимальными, посколь-, ку обеспечивают требуемую интенсивность циркуляции расплава и полное разделение шлака и расплава При объеме камеры по 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 расплаву меньше 5 объемов газлифтной колонны невозможно разделение шлака и металла из-за интенсивного их перемешивания, что приводит к значительным колебаниям содержания серы в обработанном расплаве, При объеме камеры больше 10 объемов газлифтной колонны в камере образуются застойные зоны, в которых расплав не перемешивается, что приводит к снижению степени десульфрации расплава и колебаниям содержания серы в нем,Поедлагаемый интервал отношений площадей сечений газлифтной колонны и горизонтального канала, соединяющего ее (газлифтную колонну) с камерой для расплава, определен из условий требуемого разбавления необработанного расплава обработанным, т,е, снижения содержания серы в расплаве, поступающем на обработку в газлифтную колонну, При отношении площадей сечения меньше 1,5 массовый расход расплава, поступающего из камеры в газлифтную колонну, недостаточен для требуемого разбавления расплава, что приводит к увеличения содержания серы в обработанном расплаве и снижению степегги десульфурации. При увеличении же отношения площадей сечений свыше 2 возможен выход паров реагента из газлифтной колонны в камеру с расплавом, что приводит к перемешиванию расплава со шлаком и увеличению соцеркания серы в расплаве на выходе из реактора.В сравнении с прототипом заявляемое техническое решение обеспечивает полокительный эффект, заключакэщийся в повышении степени десульфурации чугуна, снижении расхода реагента на обработку и стабилизации содержания серы в расплаве после обработки.На фиг, 1 показано предлагаемое устройство для десульфурации чугуна в непрерывном режиме; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1.Устройство включает камеру 1 для расплава, приемный 2 и выпускной 3 каналы для ввода и вывода расплава, испарительную камеру 4 для ввода испаряющегося реагента в струе транспортирующего газа, газлифтную колонну 5 для обработки расплава парами реагента Газлифтная колонна 5 соединена в нижней части горизонтальными каналами б и 7 с испарительной камерой 4 и камерой 1 для расплава. При этом площадь сечения канала 7 в 1,5 - 2,0 раза меньше площади сечения газлифтной колонны 5, а объем камеры 1 по расплаву в 5 - 10 раз больше объема газлифтной камеры 5,Устройство работает следующим образом,Расплав чугуна по желобу поступает в приемный канал 2 реактора при одновременной подаче в испарительную камеру 4 транспортирующего газа. По мере заполнения камеры 1 реактора расплавом осуществляется подъем его в газлифтной колонне 5 и циркуляция, начало которой соответствует заполнению камеры 1 расплавом на 1/3 ее объема по расплаву. При появлении циркуляции расплава осуществляют подачу десульфуратора в струю транспортирующего газа, который, попадая в испарительную камеру 4, испаряется. Пары десульфуратора совместно с транспортирующим газом через горизонтальный канал б направляются в газлифтную колонну 5, где осуществляется обработка расплава, поступающего одновременно из приемного канала 2 и из камеры 1, На выходе из газлифтной колонны 5 происходит разделение газошлакометаллического потока. Газ через патрубок выводится в систему газоочистки, шлак вместе с рэсплавом возвращается в камеру 1, где в свою очередь происходит их разделение, Вывод расплава из реактора осуществляется через вы пускной канал 3 и отводящий желоб, Выпускной канал 3 снабжен перегородкой для задержки шлака.П р и м е р конкретного использования устройства, Для десульфурации ваграночного чугуна в непрерывном режиме с производительностью 20 т/ч используют гэзлифтный реактор с объемом камеры для расплава 0,8 м и объемом газлифзтной колонны 0,1 м, При высоте газлифтзной колонны 1,4 м площадь сечения колонны составляет 0,071 м, площадь сечегния канала, соединяющего газлифтную колонну с камерой для расплава, составляет соответственно 0,035 м (отношение площэгдей сечений газлифтной колонны и канала равняется 2),Десульфурации подвергают расплав чугуна с содержанием серы0,108 мас, Ввод транспортирующего газа и испаряющегося реагента (гранулированного магния) обеспечивает производительность газлифтной колонны по расплаву на уровне 80 т/ч, что позволяет снизить содержание серы в расплаве, поступающем в газлифтную колонну, в 2,5 раза, При расходе гранулированного магния 0,8 кг/т содержание серы в расплаве на выходе из реактора составляет 0,018 , содержание остаточного магния в расплаве 0,020 , Расчетные величины степени десульфурации и степени использова 5 тной колонны и канала, соединяющего газ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ния магния составляют соответственно 82 и69 .В процессе эксплуатации устройствапроисходит размывание расплавом газлифлифтную колонну с камерой для расплава, и заростание камеры шлаком. После б сут, эксплуатации устройства объем камеры по расплэву составляет 0,6 м, объем газпифтзной колонны увеличивается до 0,12 м, при этом площадь сечения колонны увеличивается до 0,086 м, а канала, соединяющего еегс камерой для расплава, - до 0,057 м, т,е.г отношение конструктивных размеров устройства находится еще в предлагаемых пределах. При тех же технологических параметрах процесса десульфурэции обеспечиваются требуемые его показатели. Дальнейшая же эксплуатация устройства приводит к значительному изменению размеров реактора, которые уже не обеспечивают требуемые показатели процесса.В таблице приведены показатели процесса десупьфурации ваграночного чугуна в непрерывном режиме при предлагаемых соотношениях размеров устройства, а также показатели процесса десульфурации чугуна устройством, выбранным в качестве прототипа, из которых следует, что предлагаемое устройство обеспечивает положительный эффект, заключающийся в повышении степени десупьфурэции чугуна и соответственно в снижении расхода реагента на обработку, и в стабильности содержания серы в обработанном расплаве. Формула изобретения Устройство для десульфурации чугуна в непрерывном режиме, содержащее газпифтную колонну для обработки расплава парами реагента, снабженную каналами дпя ввода и выпуска расплава, и камеру для испарения реагентэ, соединенную в нижней части каналом с газлифтной колонной, о тл ич а ю щееся тем,что,с целью повышения степени десульфурации и стабилизации содержания серы в обработанном расплаве, оно снабжено дополнительной камерой, соединенной в нижней части горизонтальным каналом с газлифтной колонной, причем объем дополнигельнои камеры, ограниченный уровнями горизонтального и выпускного каналов, составляет 5-10 объемов газлифтной колонны, а площадь сечения горизонтального канала, соединяющего дополнительную камеру с газлифтной колонной, в 1,5 - 2,0 раза меньше площади сечения газлифтной колонны.1749236 7 едактор М.Кузнецова Т р ре кто р Т. Пал и й зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 аз 2564ВНИИПИ тавитель Н,Лифенкред М,Моргентал Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва; Ж, Раушская наб,. 4/5