SU945183A1 - Устройство дл глубинной продувки расплава - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЛУБИННОЙ ПРОДУВКИ РАСПЛАВА

1

Изобретение относитс  к черной металлургии , конкр гно к устройствам дл  рафинировани  металла, и может быть использовано на тех предпри ти х , где по услови м производства необходимо осуществл ть обезуглероживание легированных расплавов путем продувки последних смесью окислите-л  с газом - разбавителем выдел ющейс  окиси углерода.

Известны устройства дл  продувки легированных расплавов.железа смесью окислител  с охлаждающим и  вл ющимс  разбавителем выдел ющейс  окиси углерода газом, состо щие из центральной металлической трубы дл  подвода окислител  и периферийного защитного пористого огнеупорного блока с патрубком дл  подвода охлаждающего газа РЗ.

Недостатком известных устройств  вл етс  невозможность достижени  высоких значений коэффициентов массопереноса углерода в микрообъемах расплава, что существенно снижает скорость его окислени  с соответствующим увеличением угара железа и легирующих компонентов расплава. Последнее обсто тельство обусловлИ -; вает высокую себестоимость выплавл емой стали.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  продувочное устройство дл  глубинной продувки жидкости, состо щее из цилиндрической трубы с резонаторным излучателем гартмановского типа, закрепленным чашкой резонатора навстречу окислительному потоку у торца трубы , и периферийного защитного пористого огнеупорного блока с пат5/ , рубками дл  подвода охлаждающего газа 2.

К недостатку известного устройства относитс  невозможность осуществлени  обработки жидкости ультраЗВУКОМ с повышенной мощностью, и, как следствие, достижени  высоки значений коэффициентов тепломассопереноса в микрообъемах металла, что ухудшает услови  протекани  рафинировочных реакций. Данный.недостаток обусловлен частичным уменьшением амплитуды отраженных от чашки резонатора ультразвуковыхг колебаний рафинировочного газа встречным потоком.

Обработка углеродосодержащего легированного расплава железа реакционным газом, подаваемым с ультразвуковыми колебани ми относительно слабой мощности, не способствует эффективному протеканию реакции обезуглероживани  и приводит к росту угара железа и легирующих с соответствующим удорожанием выплавл емой стали.

Цель изобретени  - повышение эффективности продувки за счет увеличени  амплитуды ультразвуковых колебаний газа.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  глубинной продувки расплава, состо щем из центральной трубы дл  подвода окислител , периферийного защитного пористого огнеупорного защитного блока с патрубком дл  подвода охлаждающего газа и резонаторного излучател  с соплом, резонаторный излучатель закреплен в устье центральной трубы так, что основание излучател  образует в центральной трубе кольцевое сопло, а патрубки расположены в пористом огнеупорном блоке вокруг центральной трубы с жестким креплением их вывод щих концов к телу излучател . Причем соотношение площадей проходных сечений сопла излучател  и кольцевого сопла составл ет 0,2-0,9.

На фиг.1 показано устройство, вертикальный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Устройство состоит из металлической (стальной или медной)трубы 1, котора  заключена в пористый огнеупорный блок 2. В устье металлической трубы вставлен резонаторный излучатель 3, который с помощью сварки или пайки жестко закреплен к выходным концам патрубков а (их число составл ет 4-6), служащих дл  подвода охлаждающего (и разбавл ющего окись углеро ,да) газа (например, аргона) через сопло излучател  5 к чашке резонатора 6. Подвод щие патрубки монтируют концентрично центральной

трубе. Шток чашки резонатора 7 жестко закреплен с помощью втулок 8 к телу излучател  3. Со стороны торца выходного отверсти  трубы к штоку чашки резонатора 7 привинчена пориста  огнеупорна  пробка, котора   вл етс  основанием 9 излучател  и образует в центральной трубе кольцевое сопло 10.

Внутренние диаметры металлической трубы 1 и подвод щих патрубков определ ютс  требуемой интенсивностью продувки и составл ют, как правило, соответственно и

-12 мм при давлении дуть  5-10 ат.

Соотношение площадей проходных сечений сопла излучател  5 и кольцевого сопла составл ет 0,2-0,9. При меньшем 0,2 соотношении указанных площадей возникающие при отражении от резонаторной чашки ультразвуковые колебани  не обладают достаточной мощностью и эффект их воздействи  на расплав становитс  незначительным .

При большем 0,9 соотношении проходных сечений, в силу природы возникновени  ультразвука, резонаторный излучатель не способен возбуждать колебани  ультразвуковой чистоты.

Устройство работает следующим образом.

Окислительный газ, например, кислород или смесь кислорода и аргона с содержанием последнего 30-50, подают в расплав через металлическую трубу 1. Газ, разбавл ющий окись углерода, например, аргон, подают в расплав через огнеупорный блок 2 (5-10 от расхода кислорода), а оставшуюс  его часть (0-90% от расхода кислорода) нагнетают с помощью патрубков через сопло излучател  5 к чашке резонатора 6. При этом часть аргона (5-3 от поступающего к чашке резонатора) поступает в расплав через основание излучател  9, экраниру  торец устройства от воздействи  высоких температур .

Поток окислительного газа эжектирует отраженный от чашки резонатора 6 с ультразвуковой частотой поток аргона с сохранением высокой мощности газовой струи. Результирующий пульсирующий поток окислител  и аргона поступает в расплав через кольцевую щель,10.

При воздействии на легированную ванну дуть , подаваемого с ультразвуковой частотой большой мощности в микрообъемах расплава вследствие кавитационных  влений, существенно улучшаютс  услови  выделени  окиси углерода с соответствующим повышением скорости его окислени  и снижением угара железа и легирующих . Последнее обсто тельство позвол ет существенно снизить себестоимость выплавл емой стали

Claims (2)

1. Устройство дл  глубинной продувки расплава, cocto щee из центральной трубы дл  ПОДВОДИТ oкиcлитeл  периферийного защитного пористогоогнеупорного блока с патрубками дл 

подвода охлаждающего газа и резона-, торного излучател  с соплом, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности продувки за счет увеличени  амплитуды ультразвуковых колебаний газа, резонаторный излучатель закреплен в устье центральной трубы, при этом основание излучател  образует в центральной трубе кольцевое сопло, а патрубки расположены в пористом огнеупорном блоке вокруг центральной трубы с жестким креплением их вывод щих концов к телу излучател .

2. Устройство по п.Т, отличающеес  тем, что соотношение площадей проходных сечений сопла излучател  и кольцевого сопла составл ет 0,2-0,9.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № U33398, кл. С 21 С S/iS, 1978.

2.Труды IX Всесеоюзной акустической конференции. М., 1977,

с.12 4-130.

Фие.2