Устройство для обработки поверхности жидкого металла
Предлагаемое решение относится к области цветной металлургии, в частности к устройствам для получения благородных металлов и может быть использовано при чистовой обработке открытых поверхностей слитков непосредственно при их получении в процессе розлива. Технической задачей предлагаемого решения является упрощение конструкции, увеличение срока службы кожуха и снижение расхода энергоносителя непосредственно в процессе работы. Указанная техническая задача достигается тем, что передняя часть кожуха со стороны горелки снабжена уширением, а на наружной поверхности кожуха установлены продольные и поперечные ребра жесткости. Использование предлагаемого технического решения позволит упростить конструкцию и снизить вес в 1.5-2 раза кожуха, снизить расход топлива для горелки на 10-15% и увеличить срок службы самого кожуха по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.
Предлагаемое техническое решение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам к получению благородных металлов и может быть использовано при чистовой обработке открытых поверхностей слитков металлов в расплаве.
Известно устройство для получения зеркала на наружной поверхности жидкого металла, включающее плавление металла, розлив его в изложницу с последующей обработкой поверхности слитка при кристаллизации открытым пламенем (см. патент СССР №515430 по кл В 22 Д 27/04 за 1976 г.)
Недостатком данного вида устройств является то, что невозможно получить ровной и гладкой поверхности по всей площади слитка в процессе кристаллизации металла и неполное удаление окисной пленки с наружной поверхности металла. Это происходит потому, что факел пламени охватывает не равномерно всю поверхность слитка и не препятствует доступу кислорода из окружающей среды
Наиболее близким по своей технической сущности с предлагаемым является устройство для обработки поверхности жидкого металла, содержащее изложницу для расплава металла, горелку с направленным потоком пламени на открытую поверхность расплава, съемный кожух, расположенный в верхней части изложницы, с открытыми торцевыми поверхностями разного проходного сечения. Большее из которых расположено со стороны горелки. Кожух выполнен из тонкого листового материала П-образной формы, базируется на изложнице упорами, а внутренняя поверхность полости кожуха выполнена наклонной с вершиной
со стороны от горелки. (см. патент РФ №2095445 по кл. В 22 Д 27/04 за 1995 г)
Недостатком этого устройства является то, что съемный кожух быстро выходит из строя под воздействием высокой температуры, а его конструкция не позволяет полностью использовать все образующееся тепло от горелки в процессе работы.
Указанные недостатки образуются потому, что толщина металла кожуха минимальная, т.к. в противном случае вес кожуха увеличивается и его будет трудно снимать и устанавливать. Входная полость не имеет заборной части и часть потока пламени факела не заходит во внутреннюю полость кожуха рассеивается в окружающей среде и не участвует в технологическом процессе.
Технической задачей предлагаемого решения является уменьение веса, увеличение стойкости кожуха и снижение расхода топлива в процессе работы
Указанная техническая задача достигается тем, что в устройстве для обработки поверхности жидкого металла, содержащем изложницу для размещения в ней расплавленного металла, на которой установлен съемный кожух из тонкого металла П-образного поперечного сечения и неравными проходными полостями, большая из которых расположена со стороны горелки с направленным на поверхность расплава жидкого металла факелом открытого пламени, при этом передняя часть кожуха, со стороны горелки, снабжена уширением, а на наружной поверхности кожуха выполнены продольные ребра жесткости, длина которых равна длине кожуха вместе с уширением и поперечные ребра, длина которых равна ширине кожуха.
На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого устройства выполненный в соответствии с предлагаемым решением.
На фиг.2 - сечение по А-А фиг.1.
На фиг.3 - вид Б фиг.1,
На фиг.4 - узел В фиг.3 выполненный по п.4 формулы
Как показано на фиг.1 предлагаемое устройство содержит изложницу 1, в которой в углублении расположен жидкий металл 2 с открытой поверхностью 3. С одного из торцев изложницы 1 установлена горелка 4, факел(поток) 5 которой направлен на поверхность 3 металла 2. В верхней части изложницы 1 установлен съемный кожух 6, который базируется и фиксируется на изложнице 1 упорами 7. Внутренняя поверхность 8 кожуха 6 выполнена наклонной, а торцевые проходные сечения 9 и 10 выполнены неравными. Кожух 6 снабжен уширением 11 и двумя параллельными между собой продольными ребрами 12, которые в верхней части соединены перемычкой 13. В средней части кожуха 6 по всей его ширине установлены поперечные ребра 14. При этом уширение 11 расположено со стороны большего проходного сечения 9 и направлено в сторону горелки 4. На наружной поверхности кожуха 6 закреплены продольные ребра 12 по всей его длине вместе с уширением 11 и поперечные ребра 14, жестко соединенные с наружной поверхностью кожуха и продольными ребрами 12.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Жидкий металл 2, преимущественно золото или серебро, из печи заливается в полость изложницы 1. Затем на нее сверху устанавливается кожух 6, таким образом, чтобы большее проходное сечение 9 и уширение 11 было обращено в сторону горелки 4. После этого изложница 1 вместе с кожухом 6 пододвигается к горелке 4 на такое расстояние, чтобы факел пламени 5 попал в полость 8 и проходил по всей ее длине с выходом через проходное сечение 10. В это время металл 2, начинает кристаллизацию по наружной и боковым поверхностям изложницы 1, а факелом пламени 5 производится подогрев только наружной поверхности 3 металла 2, а сам кожух 6 исключает доступ кислорода к поверхности 3 из окружающей среды в
процессе кристаллизации. При работе горелке 4 тело кожуха 5 в зоне изложницы 1 сильно нагревается, а его материал становится мягким. Поэтому наличие продольных ребер 12 и поперечных ребер 14 препятствуют деформации наружной поверхности кожуха 6 и изменению площади проходного сечения полости 8. Наличие уширения 11 позволяет весь объем пламени факела 5 горелки 4 завести в полость 8 и снизить его рассеивание в окружающей среде до изложницы 1.
Благодаря наличия уширения со стороны большего проходного сечения 9 кожуха 6 позволяет весь поток пламени от горелки 4 направлять на поверхность металла, регулировать его скорость движения в процессе кристаллизации металла 2 в изложнице 1 и полностью исключить рассеивание тепла от горелки 4 перед входом его в полость 8 между изложницей 1 и кожухом 6. Снабдив наружную поверхность кожуха 6 продольными ребрами 12, поперечными ребрами 14 и перемычками 13 полностью исключается деформация кожуха 6 от воздействия высокой температура самого металла и температуры факела 5, который движется по внутренней полости 8. Благодаря наклонной поверхности внутренней полости 8 кожуха 6 обеспечивается оптимальная скорость движения потока факела пламени у поверхности металла, что способствует замедлению скорости кристаллизации металла по поверхности 3, а осуществлять его кристаллизацию от дна в сторону открытой поверхности
Использование предлагаемого технического решения позволяет снизить вес кожуха, увеличить его стойкость, за счет ребер на наружной поверхности, а наличие уширения со стороны горелки позволяет снизить расход топлива в процессе кристаллизации, за счет полного исключения рассеивания факела до его прохождения над поверхностью металла по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.
1. Устройство для обработки поверхности жидкого металла при получении слитка, содержащее изложницу для жидкого металла, на которой сверху установлен съемный кожух П-образного сечения с наклонной верхней поверхностью и неравными проходными полостями по торцам, большая из которых обращена в сторону горелки с направленным потоком пламени на поверхность металла, отличающееся тем, что передняя часть кожуха со стороны горелки снабжена уширением, а на наружной наклонной поверхности кожуха выполнены продольные ребра жесткости, длина которых равна длине кожуха вместе с уширением и поперечные ребра, длина которых равна ширине кожуха.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижний торец продольных и поперечных ребер жесткости соединен с поверхностью кожуха, а продольных ребер еще и с уширением.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поперечные или продольные ребра соединены между собой не менее одной перемычкой, установленной с зазором к наружной поверхности тела кожуха.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждое из продольных ребер выполнено в виде единого жесткого тела по длине, а поперечные ребра выполнены из нескольких частей и жестко соединены с кожухом и с продольными ребрами.
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что поперечные ребра выполнены в виде единого тела с узлом соединения с продольными ребрами.
