Устройство для рафинирования чугуна

О Il И С А Н И Е 388029

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СОюз Советских

Социйпмсти- :. ; ск:-:х

Респуб;и",т

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 21.1Х.1971 (№ 1699349/22-2) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.VI.1973. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 9.Х.1973

М. Кл. С 21с 1/00

Тоотдарстооииый комитет

Совета Иииистроо СССР по делам иаооретеиий и открытий

УДК 669.046(088.8) Авторы изобретения

Б. И. Ярихии, Н. С. Михайлец, В. П. Новолодский и В. А. Денисов

Уральский научно-исследовательский институт черных металлов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ ЧУГУНА

Изобретение относится к области черной металлургии н может быть использовано при переработке природнолегированных, например ванадия, и хромсодержащих чугунов на полупродукт и шлак. Изобретение может быть реализовано в многостадийных непрерывных процессах при переделе чугуна на сталь.

Известно устройство для рафинирования чугуна, включающее промежуточный ковш, из которого через дозирующее отверстие чугун направляется в реакционную камеру. Наверху реакционной камеры имеются коллекторы для подачи флюсов и кислорода. Струя чугуна, окруженная потоками флюса, разбивается в реакционной камере на мелкие капли струями кислорода, подаваемого из коллектора через направленные под углом сопла. Дисперги.рованные капли чугуна рафинируются газомокислителем. Готовый металл скапливается на дне реакционной камеры и периодически из нее удаляется.

Для такого устройства характерен большой угар железа, обусловленный тем, что кислородные струи из сопл коллектора направлены под углом друг к другу и к струе расплава.

Из-за небольших размеров области соударения затруднен теплообмен, и температура в реакционной зоне достигает 2000 †25 С, что приводит к,испарению железа, образованию большого количества дыма и пыли, снижает выход годного и требует сооружения дорогостоящих газоочистительных комплексов.

Кроме того, из-за развития вихревых и турбулентных явлений при дроблении образуются

5 капли, неоднородные по крупности, что приводит к недостаточной степени рафинирования чугуна. Не удается полностью удалить вредные примеси расплава Si, Mn, P и другие, а в случае передела природнолегированных чугу10 нов остаточный полупродукт содержит большое количество ценного элемента, например ванадия, который при последующей переработке металла безвозвратно теряется.

С целью уменьшения угара железа и интен15 сификации струйного процесса предлагаемое устройство снабжено насадкой сферической формы для преобразования струи чугуна в процессе разливки в полый пленочный конус, на который с внешней и внутренней стороны

20 воздействует рассредоточенный газовый поток,,выходящий через кольцевые конические фурмы.

На чертеже представлено такое устройство для рафинирования чугуна.

25 Устройство состоит из промежуточного ковша 1, дозирующих коллекторов 2 для подачи сыпучих мелкоизмельченных материалов (окалины, извести и т. д.), реакционной камеры 3, щелевидных кольцевых конических фурм 4 и 5

30 для подачи газа на внешнюю .и внутреннюю

388029

15 го

25 зо

3 поверхности пленочного конуса и насадки 6 сферической формы. На днище реакционной камеры имеется конусообразный выступ для монтажа насадки и фурмы внутренней подачи газа. Фурмы и насадка, выполнены с охлаждением.

Струя чугуна из промежуточного ковша попадает на сферическую поверхность насадки, растекается по ней и при свободном падении образует, полый пленочный конус. На внутреннюю и внешнюю поверхности конуса через кольцевые конические щелевидные фурмы подается окислительный газ (кислород, воздух, пароводяная смесь) . При,необходимости из дозирующих коллекторов в место падения струи чугуна на насадку вводят рафинирующие смеси.

Изменяя радиус и площадь сферической поверхности насадки, а также количество движения и кинетическую энергию струи чугуна путем изменения диаметра выходного отверстия и расстояния от дромежуточного ковша до насадки или уровня чугуна в промежуточном ковше, можно регулировать диаметр пленочного конуса или его конфигурацию, а следовательно, изменять толщину пленки.

В описываемом устройстве можно получить полый пленочный конус с весьма большой поверхностью (в 5 — 10 раз и более превышающую поверхность .насадки) и по всей его периферии воздействовать газом-реагентом.

В результате исчезают локальные зоны перегрева, создаются более благоприятные усло.вия для тепло- и массообмена газа с металлом. Это позволяет уменьшить угар железа, интенсифицировать струйный .процесс. Опыты на модели, при диаметре струи жидкости

10 мм и диаметре насадки 20 — 25 мм, при соответствующем радиусе сферы и расстоянии до промежуточного ковша, показали, что можно создать пленочный конус диаметром

400 — 500 мм, при этом достигается рассредоточение зоЦы !воздействия газа-реаген.Па на пленочный конус в 40 — 50 раз большее, чем .при обычном струйном процессе.

Для реализации процесса возможна подача газа-реагента под меньшим давлением, чем в установках струйного рафинирования, поскольку при определенных условиях пленочный конус может самопроизвольно распадаться на капли, при этом отпадает необходимость использования газа-реагента как энергоносителя для дробления струи, а газ используется только для окисления примесей.

Предмет изобретения

Устройство для рафинирования чугуна, включающее промежуточный ковш, реакционную камеру, дозирующие коллекторы для подачи измельченных материалов, отличающееся тем, что, с целью уменьшения угара железа и интенсификации струйного процесса, устройство снабжено насадкой сферической формы для преобразования струи чугуна в полый пленочный конус и щелевидными кольцевыми ко:ническими фурмами для подачи газа-реагента на внутреннюю и внешнюю поверхности этого конуса.

388О29

Редактор Е. Шепелева

Заказ 2715/7 Изд. № 1711 Тираж 647 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель О. Курнушко

Техред T. Миронова

Корректоры: А. Николаева и Л. Корогод