Установка для вакуумной дегазации стали с вакуумной камерой для дегазации
Предложена усовершенствованная установка для вакуумной дегазации стали, выполненная с повышенной эффективностью отсасывания газов и содержащая ковш (2) для разливки стали и расположенный над ним с возможностью относительного вертикального движения вакуумный сосуд (3), который двумя имеющимися на нижней стороне погружными трубами (9) погружается в ковш (2) для разливки стали, соответственно, в имеющийся в нем во время работы стальной расплав (4), при этом имеется отсасывающее устройство (16) с охватывающей по меньшей мере частично наружную окружность вакуумного сосуда (3), образованной с помощью по меньшей мере одного всасывающего отверстия (18) всасывающей стороной (19).
Полезная модель относится к установке для вакуумной дегазации стали, типа RH (Ruhrstahl-Heraeus), которая служит для вторичной металлургической обработки стали. Она содержат ковш для разливки стали и расположенный над ним вакуумный сосуд. На нижней стороне вакуумного сосуда смонтированы две погружные трубы, которые во время обработки стали погружаются в имеющийся в ковше для разливки стали стальной расплав. Через одну погружную трубу сталь подается во внутреннее пространство вакуумного сосуда, через другую погружную трубу стальной расплав снова попадает обратно в ковш, при этом происходит непрерывная порционная дегазация. Ковш и вакуумный сосуд горизонтально подвижны относительно друг друга, при этом в большинстве случаев вакуумный сосуд удерживается на площадке с возможностью вертикального перемещения (см. например Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1984. 414 с.). Погружные трубы снабжены снаружи и изнутри огнеупорной футеровкой для выдерживания высоких температур стального расплава. По той же причине внутренняя стенка вакуумного сосуда покрыта огнеупорным материалом. В частности, огнеупорная футеровка погружных труб подвергается повышенному износу, так что примерно после 2-8 загрузок требуется ремонт. Для этого на наружную и внутреннюю сторону еще имеющих температуру примерно 800 С погружных труб набрызгивают огнеупорную массу. При этом происходит значительное образование пыли и дыма, так что частицы набрызгиваемой массы оседают не только в зоне несущей вакуумный сосуд площадки, но также во всем литейном цехе. Этот эффект усиливается за счет вызываемой горячими погружными трубами циркуляции воздуха.
Другая проблема загрязнения может возникать, когда после обработки RH в стальной расплав ковша для разливки стали вводят легирующую проволоку. При этом вакуумный сосуд находится в вертикальном положении, в котором погружные трубы выведены из стального расплава. Так, например, при изготовлении кислотных сортов в стальной расплав вводят проволоку CaSi, CaFe или Ca. При этом происходит сильное выделение содержащего частицы Ca и CaO дыма. Вынос этих частиц усиливается, с одной стороны, за счет температуры горячего расплава и за счет того, что во время ввода проволоки, который длится несколько минут, включается донная продувка ковша для разливки стали, т.е. со дна в расплав вдувается продувочный газ. После процесса ввода проволоки затем выполняется другая продувка газом, так называемая продувка для обеспечения степени чистоты.
Задачей полезной модели является улучшение установки для вакуумной дегазации стали указанного в начале вида относительно указанных недостатков.
Эта задача решена в соответствии с пунктом 1 формулы полезной модели тем, что имеется отсасывающее устройство с охватывающей по меньшей мере частично наружный периметр вакуумного сосуда, образованный с помощью по меньшей мере одного всасывающего отверстия всасывающей стороной. Таким образом, отсасывающее устройство расположено над ковшом для разливки стали, так что выходящий из него дым можно эффективно отсасывать. С другой стороны, за счет указанного расположения можно также предотвращать распространение возникающего при ремонте огнеупорной футеровки погружных труб дыма в литейном цехе.
Отсасывающее устройство предпочтительно подвижно между рабочим положением и положением парковки. При этом его сторона всасывания, т.е. нижняя сторона, при рассматривании в вертикальном направлении, в положении парковки дальше удалена от ковша для разливки стали, чем в рабочем положении. Поэтому в положении парковки отсасывающее устройство может быть расположено в не создающем помех работе ковша для разливки стали или вакуумного сосуда положении по высоте.
В одном предпочтительном варианте выполнения установка для дегазации имеет фиксированный, например, на площадке, например, несущей вакуумный сосуд площадке, всасывающую трубу, один конец которой предусмотрен для соединения с источником разряжения. Однако другой конец всасывающей трубы не соединен постоянно с отсасывающим устройством. Вместо этого на отсасывающем устройстве имеется соединенное по меньшей мере с одним всасывающим отверстием соединительное отверстие, которое в рабочем положении соединено с другим концом всасывающей трубы, но отделено от него в положении парковки.
В одном особенно предпочтительном варианте выполнения отсасывающего устройства имеется по меньшей мере одно всасывающее отверстие на выполненном, например, в виде Сообразного или U-образного кольцевого сегмента конструктивном элементе, который в рабочем положении частично охватывает наружный периметр вакуумного сосуда. Это выполнение обеспечивает возможность надвигания отсасывающего устройства с горизонтальной составляющей движения сбоку на вакуумный сосуд. При этом отсасывающее устройство может быть установлено с возможностью поворота, опрокидывания, вращения или поступательного движения. При этом предпочтительной является установка, при которой отсасывающее устройство, соответственно, по меньшей мере несущий отсасывающее отверстие конструктивный элемент в рабочем положении и в положении парковки ориентирован горизонтально, т.е. имеет одну и туже ориентацию относительно горизонтальной плоскости. За счет этого обеспечивается особенно компактное, при рассматривании в вертикальном направлении, расположение, в частности, в положении парковки.
В простом относительно изготовления и монтажа варианте выполнения предусмотрено, что выполненный в виде кольцевого сегмента конструктивный элемент отсасывающего устройства является имеющим форму желоба отсасывающим колпаком, в котором обращенное в рабочем положении к кольцевому зазору отверстие в виде желоба образует всасывающее отверстие.
Указанные выше свойства, признаки и преимущества данной полезной модели, а также возможность их реализации, поясняются в приведенном ниже описании примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - принципиальная схема содержащей отсасывающее устройство установки вакуумной дегазации;
фиг. 2 - часть установки вакуумной дегазации, в которой отсасывающее устройство находится в рабочем положении, на виде сбоку;
фиг. 3 - установка вакуумной дегазации, согласно фиг. 2, при этом отсасывающее устройство находится в положении парковки;
фиг. 4 - отсасывающее устройство, в изометрической проекции.
На фиг. 1 показаны основные составляющие части установки вакуумной дегазации, называемой в последующем коротко RH-установка 1, а именно, ковш 2 для разливки стали и вакуумный сосуд 3. Ковш 2 для разливки стали принимает стальной расплав 4 и удерживается, что не изображено, на горизонтально перемещаемой площадке 12. Вакуумный сосуд выполнен в целом в форме трубы и имеет проходящий вертикально, снабженный с внутренней стороны огнеупорной футеровкой участок 5. С верхней стороны к участку 5 примыкает изогнутый по дуге участок 6, который заканчивается фланцем 7. С фланцем 7 соединены другие части установки. В дуговом участке 6 имеется отверстие 8, через которое во внутреннее пространство вакуумного сосуда 3 можно вводить кислородное копье (не изображено). В вертикально проходящем участке 5 имеется сбоку другое отверстие 11, которое служит, например, для подачи легирующих добавок.
На нижней стороне вакуумного сосуда 2 имеются две погружные трубы 9, 10, которые при выполнении обработки RH погружаются в стальной расплав 4. При этом в вакуумном сосуде поддерживается разряжение, так что стальной расплав при поддержке подачей благородного газа (стрелка 13) попадает во внутреннее пространство вакуумного сосуда. При этом образуется окружное течение, так что стальной расплав через вторую погружную трубу 10 снова направляется в ковш 2 для разливки стали. Наружная сторона 14 и внутренняя сторона 15 погружных труб 9, 10 снабжены огнеупорной футеровкой (не изображена). Огнеупорная футеровка имеется также на внутренней стороне вертикального участка 5 вакуумного сосуда 3 (не изображена).
Кроме того, существенной составляющей частью показанной на фиг. 1 установки RH является отсасывающее устройство 16, которое детально показано на фиг. 4. Оно фиксировано, как будет пояснено ниже, на несущей вакуумный сосуд 3 площадке 17. Отсасывающее устройство 16 имеет образованную всасывающим отверстием 18 всасывающую сторону 19, при этом всасывающее отверстие 18, соответственно, всасывающая сторона 19 в рабочем положении (см. фиг. 1, 2) охватывают наружный периметр вакуумного сосуда 3, точнее, наружный периметр части 5, примерно наполовину. При этом всасывающее отверстие, соответственно, всасывающая сторона предусмотрены на соответственно выполненном конструктивном элементе, который является выполненным, например, C-образно или U-образно вытяжным колпаком 20. При этом его обращенное вниз отверстие в виде желоба образует всасывающее отверстие 18, соответственно, всасывающую сторону 19. Боковые стенки 21 вытяжного колпака 20 имеют каждая проходящий наклонно участок, при этом участки образуют открытый вниз угол 
. Оба лежащих противоположно друг другу плеча 23 вытяжного колпака 20 проходят примерно параллельно друг другу и имеют расстояние 24 друг от друга, которое больше диаметра продольного участка вакуумного сосуда 3, который в рабочем положении А охвачен вытяжным колпаком 16. Проходящая через плечи 23 и соединяющее их основание 25 плоскость проходит в горизонтальной плоскости. В этой плоскости вытяжной колпак 16 находится также в рабочем положении А.
Отсасывающее устройство 16, соответственно, вытяжной колпак 20 установлены с возможностью поворота на неподвижной основе установки RH, например, на площадке 17 для сосуда. Для этого с плечами 23 шарнирно соединен соответствующий поворотный рычаг 25 в лежащих противоположно друг другу местах. В местах соединения имеются выступы 26, которые сформированы на наружных сторонах плеч 23. Другой поворотный рычаг 27 шарнирно соединен с серединой основания 25. Поворотные рычаги 25, 27 имеют все одинаковую поворотную длину и на нижней стороне шарнирно соединены с площадкой 17. В качестве приводного средства, предназначенного для поворота отсасывающего устройства 16 между рабочим положением А и положением В парковки, предусмотрен гидравлический цилиндр 28, который одним своим концом соединен с серединой поворотного рычага 27 основания 25, а своим другим концом шарнирно соединен с площадкой 17 для сосуда.
На верхней стороне на вытяжном колпаке 20 на свободных концах плеч 23 расположены трубные дуги 29, один конец которых соединен с всасывающим отверстием 18, а другой конец которых ограничивает соединительное отверстие 30. Трубные дуги проходят по дуговой зоне 90, так что ограничивающие соединительные отверстия 30 торцевые стороны трубных дуг 29 проходят в вертикальной плоскости. На площадке 17 фиксированы две расположенные на боковом расстоянии друг от друга всасывающие трубы 33, один конец которых соединен с источником разряжения (не изображен). Их другие концы имеют проходящее в вертикальной плоскости всасывающее отверстие 34, при этом они обращены друг к другу, т.е. направлены каждое к вакуумному сосуду 3. Всасывающие отверстия 34, соответственно, ограничивающие их концевые участки всасывающих труб 33 позиционированы так, что они в рабочем положении А прилегают к трубным дугам 29 и имеющимся в них соединительным отверстиям 30. Таким образом, соединение с возможностью всасывания отсасывающего устройства 16 с источником разряжения не должно ни прерываться, ни создаваться с затратами труда при повороте отсасывающего устройства 16 между положениями А и Р. Возможно, например, предусмотрение сдвижного мата (не изображен) в каждой всасывающей трубе 33, который в рабочем положении А вдвигается в соединительное отверстие 30 трубной дуги 29 и создает за счет этого механическое соединение.
Для ввода проволоки, например, для изготовления кислых сортов, вакуумный сосуд 3 перемещается вертикально вверх, соответственно, ковш для разливки стали перемещается вниз настолько, что торцевая сторона погружных труб 9, 10 находится по высоте на уровне 35, который имеет расстояние по вертикали до поверхности расплава 4 в ковше 2 для разливки стали, например, 0,5-1 м. Вытяжной колпак 20 имеет такие размеры, что его наружный край 37 выступает за верхний край 38 ковша 2 для разливки стали. Уровень по высоте вытяжного колпака 20 выбран так, что всасывающее отверстие 18, соответственно, всасывающая сторона 19 находятся возможно ближе к занимаемому торцевыми сторонами 36 погружных труб 9, 10 уровню 35 по высоте, например, имеют расстояние по вертикали до него меньше полуметра. Если в указанном положении в вакуумный сосуд 3 вводится проволока в стальной расплав 4, то возникающий при этом дым можно эффективно отсасывать. То же относится к возникновению дыма вследствие ремонта погружных труб 9, 10 посредством обрызгивания огнеупорной массой.
Хотя полезная модель подробно иллюстрирована и пояснена применительно к предпочтительному варианту выполнения, полезная модель не ограничивается раскрытыми примерами, и специалистам в данной области техники могут быть понятны другие варианты выполнения, без выхода за объем защиты полезной модели.
1. Установка для вакуумной дегазации стали, содержащая ковш (2) для разливки стали и расположенный над ним с возможностью относительного вертикального движения вакуумный сосуд (3), который двумя имеющимися на нижней стороне погружными трубами (9) погружается в ковш (2) для разливки стали, соответственно, в имеющийся в нем во время работы стальной расплав (4), отличающаяся тем, что она имеет отсасывающее устройство (16) с охватывающей по меньшей мере частично наружный периметр вакуумного сосуда (3), образованной с помощью по меньшей мере одного всасывающего отверстия (18) всасывающей стороной (19).
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отсасывающее устройство (16) подвижно между рабочим положением (A) и исходным положением (P), при этом его всасывающая сторона (19) имеет в рабочем положении меньшее расстояние по вертикали до ковша (2) для разливки стали, чем в исходном положении.
3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что она имеет всасывающую трубу (33), один конец которой предусмотрен для соединения с источником разряжения, при этом на отсасывающем устройстве (16) имеется соединенное по меньшей мере с одним всасывающим отверстием соединительное отверстие, которое в рабочем положении (A) отсасывающего устройства (16) соединено с другим концом всасывающей трубы (33) и отделено от него в исходном положении (P).
4. Установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что она имеет по меньшей мере одно всасывающее отверстие (18) на выполненном в виде кольцевого сегмента конструктивном элементе, который в рабочем положении (A) частично охватывает наружный периметр вакуумного сосуда (3).
5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что конструктивный элемент установлен подвижно так, что он в рабочем положении (A) и в исходном положении (P) имеет одну и ту же ориентацию относительно горизонтальной плоскости.
6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что конструктивный элемент установлен с возможностью поворота.
7. Установка по п.4, отличающаяся тем, что конструктивный элемент в виде кольцевого сегмента является вытяжным колпаком (20), имеющим форму желоба и образующим всасывающее отверстие (18), обращенное в рабочем положении (A) к ковшу (2) для разливки стали.
