Устройство для введения порошкообразных и гранулированных материалов в струю металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 69) И) Е ИЭОБРЕТЕНИСВИДЕТЕЛЬСВ ВУОПИСАН И Ав ГОРСКОМ Гь. 1 ;йИИЦ 0": А ГОСУДАРСТВЕННЮ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИ(71) Липецкое отделение Государственного ордена Трудового Красного Знамени союзного института по проектированию агрегатов сталеплавильного и проканого производства для черной металлургии "Стальпроект"(56) 1. Заявка ФРГ В 2547686,кл. С 21 С 5/46, 1975.2. Авторское свидетельство СССРВ 624931, кл. С 21 С 7/00, 1976.3. Авторское свидетельство СССРУ 288236, кл. В 22 Р 11/10, 1968,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВЕДЕНИЯПОРОШКООБРАЗНЫХ И ГРАНУЛИРОВАННЫХМАТЕРИАЛОВ В СТРУ 10 ИЕТАЛЛА, содержаЗР 11 С 21 С 7/00; В 22 0 11/1 щее пневмотранспортный трубопроводс сопловым патрубком, перед которымустановлены атмосферные клапаны,о т л ы ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повыщения степени усвоенияматериалов при раскислении и легировании стали, обеспечения непрерывности процесса, расщирения сортамента применяемых материалов и обеспечения работоспособности устройства применительно к сталеплавильным агрегатам с больщой амплитудой перемещения,пневмотранспортный трубопровод выполнен разъемным с возможностью дистанционного герметичного сочленения,сопловой патрубок снабжен насадком Епрямоугольного сечения, расщиряющимся к выходу в вертикальном и сужающимся в горизонтальном направлении, (фвыполненным с возможностью переме. щения вдоль оси патрубка, а атмосфер Яные клапаны размещены на восходящихветвях вмонтированных сверху трубопровода перед сопловым патрубкомЛ-образных рукавов.Изобретение относится к металлургическому оборудованию и может бытьиспользовано в сталеплавильном производстве при раскислении и легировании жидкого металла в процессеего выпуска из сталеплавильного агрегата, например конвертера, с введением в струю металла порошкообразных и гранулированных материалов,например алюминия, ферросилиция, фер1 Оромарганца и т.д,Ввод раскислителей и легирующихв гранулированном виде в струю металла - наиболее эффективный приеМ вве-дения материалов в расплав стали постепени усвоения реагентов, однакоширокое его внедрение в практикусдерживается несовершенством разработанных для этого устройств.Известно устройство для введениялегирующих добавок в струю металла,вЫпускаемого из конвертера, в котором имеется негерметичный желобдозвтор 1 .Транспортный материалопровод этого устройства выполнен неразъемныма впускное отверстие крепится накорпусе конвертера. Разгрузка желоба-дозатора этого 3 б устройства производится периодически, большими порциями, что исключает возможность осуществления непрерывного процесса обработки струи, делает невозможным его использование для обработки струи однородным потоком материапа, а компановка непосредственно на сталеплавильном агрегате сужает сферу его применения. Кроме того, конструкция устройства не обеспечива О ет внедрение легирующих добавок в .струю металла, что не позволяет осуществлять непрерывное легирование или поддержание металла во вреМя вЫпуска в раскисленном состоянии. 45Известна установка для ввода порошкообразных материалов в жидкий металл струей транспортирующего газа, которая может быть испОльзована для обработки струи металла. Установка содержит герметичный бункер-дозатор и систему пневмотранспортных трубопроводов для подвода пылегазовой смесик металлу 2 .Однако транспортирующий газ не отделяется от транспортируемого материала при входе в металл, что прйводит к физическому и химическому воздействию газа-носителя на металл,дроблению струи и. снижению степени усвоения материалов. Кроме того, пневмотранспортный трубопровод выполнен неразъемным, что исключает возможность его использования применительно к агрегатам и большой амплитудой перемещения, Эксплуатация такого устройства сопряжена также с ограничениями в подборе Фракции транспортируемого материала. Все это снижает эксплуатационную эффективность устройства.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для ввода порошкообразных материалов в струю жидкого металла, состоящее из неразъемного трубопровода пневмо,транспорта порошкообразного материала, заканчивающегося сопловым патрубком с калиброванным выходным отверстием 3.Особенностью данного устройства является установка на отводе перед сопловым патрубком атмосферного клапана, отводящего в окружающую среду транспортирующий газ. Однако ввияу истекания газа-носителя в атмосферу через атмосферный клапан в отводе, в пневмопроводе создается газовый йоток, направленный поперечно к потоку материала. Этот поперечный ноток захватывает при своем движении зерна, порошка, локализуя их от струи и тем самым снижая эксплуатационнув эффективность устройства, В случае применения зернистых материалов с малой плотностью, например алюминия, унос становится столь значительным, что зерна материала пол.ностью закупоривают отвод на атмосферный клапан, блокируя сброс газа- носителя, В этом случае процесс обработки происходит с воздействием газа-носителя на струю металла, что сопровождается недостаточным усвоением материалов, дроблением струи, химическим взаимодействием газа-носителя с металлом, Недостатком являются также определенные ограничения по фракциям и плотности используемых материалов.Недостатком описанных устройств является то, что в них не содержится конструктивных элементов фокусировки потока материалов на струю, из-за чего происходит определенное рассеивание материала, что исключаетз 1100321 4часть материала из процесса обработ- сителя, а через вентиль 15 - со свеки и снижает эксплуатационную зффек- чой 16 сброса газов. Разъем 8 имееттивность устройства. раструбы 17 и пневмоцилиндр 18 сЦелью изобретения является новы- вццвижным штоком - трубой 19, подсоещенке степени использования матерна-диненной к трубопроводу 6 пневмолов при раскислении и легировании транспорта. Пневмоцилиндр 18 можетстали, обеспечение непрерывности перемещаться манипулятором 20 ипроцесса, расширение сортамента нри- устанавливаться в кронштейны 21. Труменяемых норошкообраэных и гранули- бопровод 6 заканчивается сопловымрованныхматериалов и обеспечение 10 патрубком 22, на котором посредствомработоспособности устройства приме- фиксатора 23 соосно закреплен фокуси.вительно к сталеплавильным агрега- рующий насадок 24 материала 3, оритам с большой амплитудой перемеще- ентированный на ось струи 25 метал"ния. ла 26фокусирующии насадок 24 масПоставленная цель достигается 15 териала 3 в продольном сечении имееттем, что в устройстве для введения форму Диффуэора 27, в поперечном се"порошкообразных и гранулированных ченни в . форму конфузора 28 и закан"материалов в струю металла, содержа-чивается выходным отверстием в видещем пневмотранспортный трубопровод прямоугольника 29.Фс сопловым патрубком, перед кото-. 20 Металл 26 сливается к приме.ме.ру,рым установлены атмосферные клапаны из конвертеРа 30 в ковш 31, установ(пневмотранспортный трубопровод вы- .ленный на датчик 32 веса ковша 31.полнея Разъемным с возможностью дис- На сопловом па б 22тру ке передтанционного герметичного сочленения, . фокусирующим насадком 24 материасопловой патрубок снабжен насадком 25 ла 3 выполнены Л-образные рукава 33,прямоугольного сечения, расширяющим- .на восходящей ветви 34 которых усся к выходу в вертикальном и сужаю- тановлены атмосферные клапаны 35,.щимся в горизонтальном направлениях, причем поток .частиц имеет в,районевыполненным с возможностью перемеще- Л-образных рукавов 33 вид, обознания вдоль оси патрубка, а атмосфер- ЗО ченный позицией 36,ные клапаны размещены на восходящих Устройство работает следующимветвях вмонтированных сверху трубоиро" . образом.вода перед сопловыми патрубкамиЛ-об- Материал 3 загружается в бункерразных рукавов. дозатор 1 через входной канал 10На фиг. 1 изображена установка, при открытых шибере 1 1 и клапане 9продольный разрез; на фиг. 2 - для приема материала 3. После набоуэел 1 на фиг. 1 (продольный раз". Ра заданной порции, что фиксируетсяреэ сопловой части устройства); на тенэодатчиками 12 веса бункера поФфиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 попе-. очередио закрываются шибер 11 и кцаречный разрез сопловой части устрой" пан 9. для приема материала 3 обесства) .40Фпечивая герметизацию полости 13Устройство дляо для введения порошкобункера-дозатора 1. С момента на. чала и до нца лива ме алла 26лов в стрв струю металла состоит из ста- , имеированных матерна- из металлургического агрегата наЭционарного герметичного бункера-доосуществляет подачу материала 3 вки материала 3 раструба 4 с по водом газа-носителя через Регулирующий вании сигскоростью и интенсивностьюностью, на основентиль 5 трубопров да 6У о пневмо- ша 31.вании сигнала датчика 32 веса ковтранспорта, имеющего элементы соеди. Онения как в виде гибкого шланга 7, Этот сигнал управляет питателем 2,так и в виде разъема 8, Бункер-доза-: задавая ему необходимую производитор 1 имеет клапан 9 для приема ма- тельность. При работе питателя 2териала через входной канал 10 с материал 3 пересыпается иэ бункерашибером 11 и установлен на тензодат- Ы дозатора,1 в р б 4,астру , где подхваб нке ачиках 12 контроля веса. Полость 13 . тывается газом-носителем постункера-дозатора 1 соединена через щим через регулирующий вентиль 5,вентиль 14 с напорной линией газа-но- Для исключения погрешности в дозиров.3 11 ОО ке материала 3 давлениена входе и выходе питателя 2 поддерживается одинаковым посредством поступления газа-носителя через регулирующий вентиль 14 в полость бункера-дозатора 1, 5 Для сброса этого газа в период загрузки бункера-дозатора 1 на нем имеется вентиль 15 со свечой 16,Материал 3, подхваченный газом- носителем, транспортируется по трубо 1 О проводу б.Пневмоцилиндр 18 установлен в этом случае автоматически манипулятором 20 в кронштейны 21, раснолагаемые в каждом конкретном случае ин дивидуально. Например, в случае, если металл 26 сливается из конвертера 30, кронтшейны 2 1 располагаются непосредственно на конвертере 30,При этом шток-труба 19 выдвинута 20 и одним своим концом герметично сочленяет раструбы 17 линии пневмотрассы, а другим подсоединена через трубо провод 6 пневмотранспорта и гибкие шланги У к бункеру-дозатору 1, так 25 что пневмотрасса остается герметично сочлененной во время перемещения конвертера 30 при сливе. Соответственно, при окончании слива металла 2 б пневмоцилиндр 18 снимается зо манипулятором 20 в данном случае с .конвертера 30, так что последний далее получает возможность перемещаться совершенно независимо.Поскольку во время слива металла 26 пневмотрасса сочленена, материал 3 разгоняется газом-носителем до необходимой скорости, достигает соплового патрубка 22 и истекает из него, 40Перед истечением из соплового патрубка 22 пневмовзвесь проходит по пневмотранспортному трубопроводу 6 с Л-образными рукавами 33 с атмосферными клапанами 35 на вос" 45 ходящей ветви, установленными перед фокусирующим насадком 24 материала 3 При этом газ-носитель, имеющий повышенное давление, истекает через атмосферные клапаны 35, создавая поперечную по отношению к потоку зерен материала 3 составляющую скорости.Эта поперечная составляющая скорости несколько смещает поток зерен материала 3 в поперечном направлении, однако не выходя за границы Л-образного патрубка 33, так что зерна ма 321териала 3, отражаясь от нисходящей ветви, обратно возвращаются в пневмотранспортный трубопровод 6 (проиллюстрировано позицией 36, изображающей вид потока частиц в этом случае), Таким образом, поток зерен материала 3 практически полностью освобождается от газа-носителя, не теряя своей кинетической энергии.Далее, за счет этой кинетической энергии, зерна материала 3 истекают через сопловой патрубок 22, попадая в полость фокусирующего насадка 24 материала 3.Отражаясь от его стенок, образующих в поперечном сечении конфузор 28, а в продольном сечении диффузор 27, поток зерен материала 3 сжимается в поперечном направлении, тем самым фокусируясь на ось струи 25,и расширяется в продольном направлении, тем самым распределяясь по длине некоторого участка струи, соответствующего по своей конфигурации выходному сечению в виде прямоугольника 29 фокусирующего насадка 24материала 3.Перемещая фокусирующий насадок 24материала 3 по патрубку 22 и фиксируя его на этом патрубке 22 фиксатором 23, можно варьировать площадьюучастка введения зерен материала вструю 25, а также глубиной внедрениязерен в струю. При этом фокусирующийнасадок 24 материала 3 может бытьвыполнен с перегибом, обеспечиваяразличные углы встречи материала 3 со струей. Регулируя расход газа-носителя через регулирующий вентиль 5 можно варьировать скоростью и глубиной внедрения зерен материала 3 в струю 25, меняя кинетическую энергию потока зерен на входе в струю.При обработке струи металла при выпуске элементы устройства располагают определенным образом, а именно Л-образные рукава 33 располагают с верхней стороны пневмотрассы, а фокусирующий насадок 24 материала 3 большей осью выходного отверстия 29 совмещают с продольной осью струи металла. При этом верхнее расположение Л-образных рукавов 33 рационально, так как такое расположение способствует расслоению пневмотранспорт. ного потока в Л-образных рукавах под действием сил гравитации, а совмеще7 11003 ние осей рационально для лучеего усвоения материала, так как в этом случае материал входит в струю в районе ее продольной оси.Предлагаемое устройство позволяет производить обработку струй металла различно ориентированных в .пространстве, при выпуске металла нз металлургического агрегата, что в некоторых случаях позволяет существенно увеличить степень усвоения присадочных материалов./24 Тираж 540 Под ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскан наб., д. 4/5аказ 45 писно илиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,Составитель В.Сарамутнн тор Т.Веселова Техред С.Легеза Корректор Л.Пилипенко