SU1468922A1 - Apparatus for introducing alloying additives into molten metal - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке жидких металлов и ферросплавов в ковше. Цель изобретени  - сокращение времени растворени  легирующих доба-. вок путем нагрева и перемешивани  жидкого металла с добавками. Устройство содержит глуходонный наконечник 1, закрепленный на трубопроводе 2, / через который ввод тс  легирующие добавки. }(идкий металл и вводимые добавки , содержащиес  в ховше, расплавл ютс  и интенсивно перемешиваютс  f - благодар  вихревому магнитогидродина- мическому течению, возникающему- при подключении электродов 5, KOTofftie установлены в трубопроводе 2 к источнику тока. Продольные сквозные отверсти , предназначенные дл  электродов, выполнены в стенке трубопровода по всей его длине и симметрично его оси. Жидкий металл с растворенньми в нем Добавками из наконечника 1 отсасываетс  через радиальные отверсти  10, выполненные в стенке наконечника напротив каждого электрода, а посередине между электродами 5 выполнены вса-сывающие отверсти  11 . О.тверстие в трубопроводе позвол ет части. элект1 ического тока замыкатьс  непо- средственнэ по легирующим добавкам в трубопроводе 2, что обеспечивает предварительный их нагрев. 1 з.п. ф-1ы, 6 ил. с « WThis invention relates to the treatment of liquid metals and ferroalloys in a ladle. The purpose of the invention is to reduce the time of dissolution of dopants. by heating and mixing the molten metal with additives. The device contains a back-to-tip tip 1, fixed on the pipeline 2, / through which alloying additives are introduced. } (the liquid metal and the added additives contained in the house are melted and vigorously mixed - due to the vortex magnetohydrodynamic flow that occurs when the electrodes 5 are connected, the KOTofftie is installed in the pipe 2 to the current source. The longitudinal through holes for the electrodes, made in the pipe wall along its entire length and symmetrically to its axis. Liquid metal with Additives dissolved in it from the tip 1 is sucked through the radial holes 10, made in the wall of the tip The suction holes 11 are made in each electrode and in the middle between the electrodes 5. An opening in the pipeline allows parts of the electrical current to be closed directly along the alloying additives in the pipeline 2, which ensures their preheating. f-1y, 6 Il. with "W

Description

II

4а О4а О

00 Ф Ю00 F Yu

tctc

4. ,Т4., T

:D:::: D :::

л юl you

± ъ± ъ

-1-one

Фиг.ЗFig.Z

1146892211468922

зобретение относитс  к металлурт мы е в н ж в нThe invention relates to the metalworker we are

гии, а именно г обрабо тке жидких металлов легирующими добавками в ковше, и может CbiTb использовано дл  обра- ботки расплавленных металлов и ферросплавов в литейном производстве.It can be used to process molten metals with alloying additives in a ladle, and CbiTb can be used to process molten metals and ferroalloys in the foundry industry.

Цель изобретени  - повышение производительности путем сокращени  времени растворени  легирующих добавок The purpose of the invention is to increase productivity by reducing the time of dissolution of alloying elements

На фиг, 1 показано устройс рво, погруженное в ковш с обрабатываемым жидким металлом (циркул ци  металла в ковше показана стрелками), общий видj на фиг. 2 - то же, вид сверху} на фиг. 3 - то же, вид спереди, на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.(стрел- ;Ками показана циркул ци  жидкого ме- талла через устройство); на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. Bj на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 4.Fig. 1 shows the device, immersed in a ladle with the liquid metal to be treated (metal circulation in the ladle is indicated by arrows), a general view of fig. 2 - the same, top view} in FIG. 3 is the same, front view, in FIG. 4 shows section A-A in FIG. 3. (arrow-; Kami shows the circulation of liquid metal through the device); in fig. 5 is a section BB in FIG. Bj in FIG. 6 is a sectional view BB in FIG. four.

Устройство дл  ввода легиру1ощих добавок в жидкий металл содержит глуходонный стакан (наконечник) 1 из. .огнеупорного диэлектрического ма-i териала, вьшолненньй заодно с трубр-. проводом 2 и погруженный в обрабатываемый жидкий металл 3, содержащийс  в ковше 4. Электроды 5 подключены кA device for injecting dopant additives into a liquid metal contains a dead-tube (tip) 1 of. of the refractory dielectric material of the material, which is simultaneously integral with the pipe. wire 2 and immersed in the processed liquid metal 3 contained in the ladle 4. Electrodes 5 are connected to

источнику 6 электрического тока. Уст-:30 растворенньми в нем добавками из старойство фиксируетс  в нужном положении с помощью кронштейна 7, к которому оно крепитс , например, с помд- щью отверстий 8 (фиг. 2). Электроды 5 введены в полость стакана 1 через 35 сквозные продольные отверсти . ,9, вы- полненные симметрично относительно оси трубопров.ода 2 в его стенке, по всей длине. В боковой стенке наконеч- . ника 1 нап ротив каждого электрода 5 40 выполнены радиальные отверсти  10,| а посередине между ними выполнены радиальные отверсти  11. В стенке трубопровода 2 -между отверсти ми дп  электродов 9 выполнено радиальное от-45 ве:рстие 1 2 (фиг. 6).source 6 electric current. The device-: 30, the oldness dissolved in it is fixed in the desired position with the help of a bracket 7, to which it is attached, for example, with the holes 8 (Fig. 2). The electrodes 5 are introduced into the cavity of the glass 1 through 35 through longitudinal holes. , 9, performed symmetrically with respect to the axis of the pipeline 2 of its wall, along its entire length. In the side wall tip-. Nickname 1, radial apertures 10 are made opposite each electrode 5 40, | and in the middle between them there are radial holes 11. In the wall of the pipeline 2 - between the holes dp of electrodes 9, a radial opening is made -45 ve: space 1 2 (Fig. 6).

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

После того, как устройство помёкана 1 отсасьтаетс  через отверсти  10 и в виде струй распростран етс  по всему объему ковша 4. Ему на смену из ковша 4 в полость стакана 1 б преп тственно всасываетс  жидкий металл через всасывающие отверсти  11 выполненные в стенке стакана 1 межд электродами 5, т.е. так, где электрический потенциал равен нулю и где следовательно, электрический ток из стакана 1 во вне не растекаетс  и электромагнитна  сила отсутствует.After the device is labeled 1, it is sucked through the holes 10 and spreads in the form of jets throughout the entire volume of the bucket 4. It is replaced by the bucket 4 into the cavity of the glass 1 and liquid metal is suctionally sucked through the suction holes 11 made in the wall of the glass 1 between the electrodes 5, i.e. so, where the electric potential is zero and where, therefore, the electric current from glass 1 does not flow out to the outside and there is no electromagnetic force.

Картина течени  не изменитс  и будет точно такой же как показано н фиг. 4., если один электрод подключи к одному из двух полюсов источника посто нного тока, а два других;элек рода подключить к другому полюсу исThe flow pattern is unchanged and will be exactly the same as shown in FIG. 4. if one electrode is connected to one of the two poles of a direct current source, and the other two; the electrode is connected to the other pole is

щаетс  в ковш 4 с обрабатываемым точника посто нного тока. Несущестким металлом 3, электроды 5 подключа-; ют к источнику 6 тока. В том случае, Когда устройство содержит три электрода 5, опт1Ф1альным  вл етс  подклювенное различие состоит лишь в том, что в случае посто нного тока по од нсму из электродов проходит двойной ток и интенсивность струи, отсасываюshields bucket 4 with a dc current source being processed. Non-existent metal 3, the electrodes 5 are connected; flow to the current source 6. In the case when the device contains three electrodes 5, the opt1F1al is the podklyuvennoe difference is only that in the case of direct current, double current passes through the single current from the electrodes and the jet intensity is sucked

чение электродов 5 к разным фазам щей жидкий мет алл из отверсти  10,electrodes 5 to different phases of liquid liquid meth all from hole 10,

расположенного напротив этого элект рода, выше, чем интенсивность струй отсасывающих жидкость из отверстий 10 и расположенных напротив двух ДРlocated opposite this kind of electrode, higher than the intensity of the jets sucking the liquid from the holes 10 and opposite two DR

точника трехфазного переменного тока . Через трубопровод 2 ввод тс  легирующие добавки, которые попадают в .глуходонный стакан 1. Электрическийthree-phase alternating current. Alloying additives are introduced through line 2, which fall into a sealed cup 1. Electric

5 five

00

5five

ток между электродами 5 частично замыкаетс  внутри стакана 1 и нагревает содержащийс  там жидкий металл и вводимые добавки, которые интенсивно расплавл ютс  и перемешиваютс  с жидким металлом внутри стакана 1, Перемешивание расплавл емых добавок внутри стакана 1 осуществл етс  благодар  возникающему там вихревому маг- нитогидродинамическому течению вызванному электромагнитной силой от взаимодействи  тока внутри стакана 1 с его собственным магнитньм полем. Друга  часть электрического тока между электродами 5 замыкаетс  вне стакана 1, растека сь неоднородно через отверсти  10, выполненные в стенке стакана 1 напротив каждого электрода 5. Суммарна  электромагнитна  сила от взаимодействи  неоднородно растекающегос  из отверстий 10 электрического тпка (плотность тока снижаетс  по мере удалени  от стакана 1) с собственные магнитным полем этого тока направлена от отверстий 10 в сторону жидкого металла в ковше, coз дава  в отверсти х 10 пониженное давление . В результате жидкий металл сthe current between the electrodes 5 is partially closed inside the glass 1 and heats the liquid metal contained therein and the added additives that are intensively melted and mixed with the liquid metal inside the glass 1, the mixing of the molten additives inside the glass 1 occurs due to the induced vortex magnetohydrodynamic flow caused there electromagnetic force from the interaction of the current inside the glass 1 with its own magnetic field. Another part of the electric current between the electrodes 5 is closed outside the glass 1, it spreads non-uniformly through the holes 10, made in the wall of the glass 1 opposite each electrode 5. The total electromagnetic force from the interaction of the non-uniform electric grid (current density decreases as it moves away from the glass 1) with the intrinsic magnetic field of this current directed from the holes 10 towards the liquid metal in the ladle, so that the pressure in the holes 10 is reduced. As a result, liquid metal with

кана 1 отсасьтаетс  через отверсти  10 и в виде струй распростран етс  по всему объему ковша 4. Ему на смену из ковша 4 в полость стакана 1 беспреп тственно всасываетс  жидкий металл через всасывающие отверсти  11, выполненные в стенке стакана 1 между электродами 5, т.е. так, где электрический потенциал равен нулю и где, следовательно, электрический ток из стакана 1 во вне не растекаетс  и электромагнитна  сила отсутствует.The canal 1 is sucked through the holes 10 and spreads in the form of jets throughout the entire volume of the bucket 4. It is replaced by the bucket 4 into the cavity of the cup 1 and the liquid metal is sucked in unhindered through the suction holes 11 made in the wall of the cup 1 between the electrodes 5, i.e . so, where the electric potential is zero and where, therefore, the electric current from glass 1 does not flow out to the outside and there is no electromagnetic force.

Картина течени  не изменитс  и будет точно такой же как показано на фиг. 4., если один электрод подключить к одному из двух полюсов источника посто нного тока, а два других;электрода подключить к другому полюсу источника посто нного тока. Несущественное различие состоит лишь в том, что в случае посто нного тока по од- нсму из электродов проходит двойной ток и интенсивность струи, отсасываю щей жидкий мет алл из отверсти  10,The flow pattern will not change and will be exactly the same as shown in FIG. 4. if one electrode is connected to one of the two poles of a DC source, and the other two; the electrode is connected to the other pole of a DC source. The insignificant difference consists only in the fact that in the case of direct current, a double current passes through one of the electrodes and the intensity of the jet sucking liquid meth all from the orifice 10,

расположенного напротив этого электрода , выше, чем интенсивность струй, отсасывающих жидкость из отверстий 10 и расположенных напротив двух ДРУгих электродов, подключенных к одному полюсу историка посто нного токlocated opposite this electrode is higher than the intensity of the jets sucking the liquid out of the holes 10 and opposite two OTHER electrodes connected to the same pole of the historian DC

Следовательно, добавки, вводимые через трубопровод 2 в стакан 1, расплавл ютс  за счет добавочного джоулева тепла и интенсивно перемешиваютс  за счет магнитогидродинами- ческого течени  внутри стакана., а заConsequently, the additives introduced through the pipeline 2 into the glass 1 are melted due to additional Joule heat and intensively mixed due to the magnetohydrodynamic flow inside the glass.

тем вынос тс  из стакана 1 в ковш 4 за счет сквозного течени  жидкого металла через стакан 1 (стакан через отверсти  11 и из стакана через отверсти  10), вызванного отсасывающими электромагнитньни силами на выходах из отверстий 10.However, they are removed from glass 1 to bucket 4 due to the flow of liquid metal through glass 1 (glass through holes 11 and from glass through holes 10) caused by suction electromagnetic forces at the outlets from holes 10.

Наличие глуходонного наконечника обеспечивает полное растворение легирующих добавок внутри него за счет - интенсивного вихревого перемешившш  их непосредственно в зоне основного выделени  джоулева тепла.Тем самым сокращаетс  врем  растворени  легирующих добавок.The presence of a hohodontic tip ensures complete dissolution of the alloying additives inside it due to - intensive vortex mixing directly in the zone of the main release of Joule heat. At the same time, the dissolution time of the alloying additives is reduced.

Отверстие 12 позвол ет части электрического тока замыкатьс  непосредственно по легирующш добавкам в трубопроводе 2, что обеспечивает предварительный их нагрев и полный |вынос добавок из трубопровода 2Hole 12 allows parts of the electric current to be closed directly along the alloying additives in line 2, which ensures their preheating and full removal of additives from line 2

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет сократить врем  растворени  легирующих добавок вThus, the proposed device allows to reduce the time of dissolution of dopants in

а.but.

14639221463922

3-4 раза. Это преимущество основано на взаимодействии описанных вьше фи- зических  влений, позвол ющих нагревать и интенсивно перемешивать жидкий металл с добавками.3-4 times. This advantage is based on the interaction of the above-described physical phenomena, which allow the liquid metal to be heated and vigorously mixed with additives.

Claims (2)

1. Устройство дл  ввода легирую- щих добавок в жвдкий металл, содержащее транспортирующий трубопровод с огнеупорным полым наконечником, о г- л и чающеес  тем, что, с целью сокращени  времени растворени  легирующих добавок, оно снабжено элект| одами, а наконечник выполнен глуходонньм из диэлектрического материала , при этом в стенке трубопровода выполнены сквозные продольные каналы, расположенные симметрично его оси и на равном рассто нии друг от друга, в продольных каналах установлены электроды, нижние концы которых расположены в полости наконечника, при этом в стенке наконечника выполнены радиальные отверсти , располо- :Женные напротив каждого электрода и посередине между ними.1. A device for introducing alloying additives into a liquid metal containing a conveying pipeline with a refractory hollow tip, which is so equipped that, in order to shorten the time it takes for the alloying additives to dissolve, it is equipped with an elec- Water, and the tip is made of non-conductive dielectric material, while in the pipe wall are made through longitudinal channels located symmetrically to its axis and at equal distance from each other, electrodes are installed in the longitudinal channels, the lower ends of which are located in the cavity of the tip. the tip wall is made with radial holes, located: Wives opposite each electrode and in the middle between them. 2. Устройство по п. 1. о т л и - ч а ю щ е е с   тем, что в стенке трубопровода между сквозньми продоль- ньми каналами дл  электродов выполнено радиальное отверстие.2. The device according to claim 1. It is so that the radial hole is made in the pipe wall between the longitudinal channels for the electrodes. Фиг. 2FIG. 2 ШSh