Устройство для рафинирования расплавленных металлов

Устройство для рафинирования расплавленных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (Ю

У(дц С 22 В 21/06

ГОС ДМ СТВЕННЫЙ НОМИтЕТ ССС1

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТБУ (21) 3386591/22-02 (22} 20А1.82 (46) 23 05.83. Вюл. < 19 .,(72) Н.Д. Исаев, P.È. Габидуллин, В.С. Иипилов, СЯ. Иолодчинина, Л.И. Кофман, И.П. Юшкин, К..А. Козлов и B.À. Якушев (53) 669.714.12(088.8) (56) 1.- Патент Японии У 41404, кл. 10 41, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 401743, кл. С 22 8 2T/06, 1 72. (54)(573 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНКРО:ВАНИЯ РАЮЛАВЛЕННИХ ИЕТАЛЛОВ, содержащее камеру с. загрузочным отверстием,,разделенную огнеупорной, не доходя щей до дна перегородкой на нисходящее и восходящее отделения, филвтруюций элемент, выполненный подвижным в ьертикальной плоскости в виде емкости с перфорированным дном„ заполненной абсорбентои различной крупности, и приспособление для подачи газа, о тл и ч а ю щ е е с я теи, что, с целью повышения эффективности дегчзации, фильтрации и увеличения срока службы фильтра, оно снабжено дополнительно" огнеупорной перегородкой, смонтированной на дне каиеры, дополнительным фильтрующим элементом, ус, тановленным между двумя огнеупорными перегородками, дополнительныи перфорированным дном в фильтрующеи элеиенте, установленным первым относитель. но загрузочного отверстия с заполнением первого фильтруащего элемента более крупным абсорбентои, а второго фильтрующего элемента более мелким абсорбентом, приспособление для пода" чи газа расположено под первым фильтрующим элементом.

1018996

2, Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оба Фильтрующих элемента выполнены в виде выемных кассет.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, чтЬ общая площадь отверстий в перфорированном дне первого фильтруюцего элемента составляет 20-603 площади дна, а отношение

Изобретение относится к металлур- гии цветных металлов, в частности к рафинированию расплавленных метал" лов от металлических и газовых включений, и может быть применено, напри 5 мер, для рафинирования расплавленно го алюминия и его сплавов.

Известно устройство для рафинирования металлов путем непрерывной дегазации алюминия и его сплавов, со- 10 держащее камеру, разделенную огнеупорной перегородкой на два отделения - нисходящее и восходящее, с выполненным в верхней части восходящего отделения устройством для подачи 15 металла и с отверстиями в дне камерЬ дпа подачи рафииирурщего гара (1).::

Недостатком данного устройства является то, что проводится только дегаэация, фильтрацию же от неметал" лических включений .необходимо прово-, дить предварительно и отдельно от дегазации. Кроме того, возможно образование застойных эон расплава, и ьследствие этого наблюдается сниже" ние эффекта дегазации и срока службы устройства.

Наиболее близким по теянической сущности к изобретению является уст30 ройство для рафинирования металлов одновременно фильтрацией и дегазацией, включающее камеру с загрузочным отверстием, разделенную огнеупорной, не доходящей до дна перего" З5 родкой, на нисходящее и восходящее отделения, фильтрующий элемент, при" способление для подачи газа, при этом фильтрующий элемент выполнен подвижным в вертикальной:плоскости в виде 40 емкости с перфорированным дном, задиаметра каждого из отверстий к шагу между ними - 0,3"0,7.

4. Устройство по пп. 1 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что общая площадь отверстий в дополнительном перфорированном дне первого фильтрующего элемента составляет 15-40 площади его поперечного сечения, а отношение диаметра каждого из отверстий к шагу между ними - 0,1-0,4. полненной абсорбентом с различной крупностью $ 2).

Недоста.гком известного устройства является то, что невозможно оператив" но удалять окислы с поверхности расплава, а кроме того, степень насыще- . ния пузырьков газа водородом йедоста. точна из-за быстрого их всплывания, возможно быстрое засорение фильтра из-за дополнительного образования,, окислов в зоне продувки и уноса их потоком металла на фильтр.

Целью изобретения является повышение эффективности дегаэации, фильтрации и увеличение срока службы фильтра.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для рафинирования расплавленных металлов снабжено дополнь тельной огнеупорной перегородкой, смонтированной на дне камеры; дополнительным фильтрующим элементом, установленным между двумя, огнеупорными перегородками, дополнительным перфорированным дном в фильтрующем элементе, установленным первым относитель-. но загрузочного отверстия с заполнением первого Фильтрующего элемента бо" лее крупным абсорбвнтом, а второго фильтрующего элемента более мелким абсорбентом, приспособление для пода" .чи газа расположено под первым филютрующим элементом.

Причем оба фильтрующих элемента выполнены в виде выемных кассет.

Кроме того, общая площадь отверстий в перфорированном дне первого фильтрующего элемента составляет 20603 площади дна, а отношение диаметра каждого иэ отверстий к шагу между ними - 0,3-0,7.

3 10189

Кроме того, общая площадь отверс-тий s дополнительном перфорированном дме первого фильтрующего элемента составляет 15-403 площади его поперечного сечения, а отношение диаметра каждого из отверстий к шагу между ними - 0,1-0,4.

На чертеже представлено устройство для рафинирования металлов, разрез. . Устройство содержит миксер 1, в ко- to тором выполнена летка 2; снабженная затычкой 3 для подачи расплава в припеточный лоток 4, расположенный в верхней части устройства 5.

Устройство 5 для рафинирования металлов содержит камеру 6, которая раздепейа огнеупорной перегородкой 7, не доходящей до дна, на нисходящее 8 и восходящее 9 отделения. В нисходящем отделении 8 установлен Фильтрующий подвижный в вертикальной плоскости элемент 10, который выполнен в вчде емкости 11 с перфорированным дном 12 в виде удерживающей фильтровальной решетки, которая заполнена крупным аб. сорбентом 13, представляющим собой фильтр предварительной (грубой ) очисткиф е

Устройство 5 cнабжено в1орой огнеупорной перегородкой 14, которая смонтирована на дне камеры 6 и вторым фильтруещим элементом 15, выполненным в виде емкости 16 с перфорированным дном 17, представляющим собой удерживающую фипьтровальную решетку, на которой насыпан мелкий абсорбент 18, яв-З ляющийся Фильтром тонкой очистки.. .Емкость 11 с удерживающей Фильтровапьной решеткой(дном) 12, подвижная и в вертикальной плоскости может быть выпопиена как выемной, так и закреп- 40 ленной в камере 6. В данном случае она выполнена в виде выемкой кассеты, .что обеспечивает быструю сиену фильтра и его очистку. Емкость 16 .с перфорированным дном 17 также представлет 4s собой выемную кассету.

Огнеупорная перегородка 14 отделяет в нисходящем отделении первый фильтрующий элемент 10 в вспомогательным отсеком 19 от второго Фильтрующего элемента 15.

В донной части первого фильтрующего элемента выполнена газовая камера 20, у которой стенки 21 выполнены огнеупорными, при этом ка- Ы мера 20 отделена от абсорбента 13 насыпанного на Фильтровальной решетке 12 с дополнительным перфо96 4 рироаанным дном 22, под которым вы= полнен газорасг,ределитель 23, соединенный с трубой 24 для ввода газа. В боковой части емкости второго фильтрующего .элемента выполнено окно 25 на расстоянии от дна камеры, равном высоте перегородки 14 .

Восходящее отделение 9 представляет собой раздаточный отсек, который образован огнеупорной перегородкой 7 и стенкой камеры 6, в которой выполнено выпускное отверстие 26. К" нему примыкает раздаточный лоток 27.

Оба Фильтрующих элемента 10 и 15 я перегородка 7 выполнены на одина" ковом расстоянии от дна камеры и могут фиксироваться заплечиками за края камеры 6, вертикальными опорами для донной части или подставками из ог- неупоров (не показаны .

Уровень размещения абсорбента первого фильтрующего элемента 10 и окна 25 второго фильтрующего элемента 15 ниже уровня расплава, абсорбент 18 второго фильтрующего элемента 15 размещен ниже уровня окна 25 и первого фильтрующего элемента 10, а выпускное отверстие 26 выполнено на одном уровне с абсорбентом второго фильтрующего элемента 15.

Такое расположение элементов 10 . и 15, окна 25, отверстия 26, уровня абсорбентов 13 и 18 обуславливает, оптимальный перепад давления при одновременном противоположно направленном течении, т.е. обеспечивает одтимальные гидродинамические условия движения расплава металла и газа.

Кроме того, емкость Фильтрующего элемента 15 заполнена мелким абсорбен- том, например, размером 3-10 мкм, а емкость фильтрующего элемента 10 заполнена крупным абсорбентом, например, размером 12-15 мм. Это объясняется тем. что назначение Фильтра из крупного абсорбента первого Фильтрующего ,элемента - предварительная "грубая" ! очистка от неметаллических включений, и, не менее важное, в совокупности, с расходом газа и металла, сопротив" лением Фильтровальной-.решетки, создание струйного течения расплава через газовую подушку, образующуюся под фильтровальной решеткой 12.

Назначение фильгра из мелкого абсорбента второго фильтрующего элемен-. та " тонкая очистка расплава.

В удерживающей фильтровальной решетке 12 выполнены отверстия опреде96 . ь

5 10189 ленного размера и количества,. т.е. при различной производительности оборудования общая площадь отверстйй составляет 20-603 решетки 12, т.е. oTs

-у в A<1003, где А - роля свобод- 5. ного сечения отверстий.

В случае, если А + 20, наблюдается большое сопротивление движению рас" плава и струйного течения расплава не ,.будет, если А 7 60, будет затруднено 10 образование большого количества струй, вследствие близкого расположения друг к другу отверстий, и также не будет струйного течения расплава.

Отношение диаметра каждого из от- 15 верстиц к шагу между ними 0,3"0,7, т.е. l3 ,— 0=Е„, 1., где (3 диаметр отверстий

О1

- шаг между отверстиями;

- отношение диаметра отверстий к шагу.

В случае, если В < 0,3, то степень дегазации будет меньше, так как струек металла будет меньше, если

0,7, то струи расплава будут сли" ваться, и дегазация будет затруднена.

Таким образом, если диаметр каждого отверстия в удерживающей фильтровальной решетке 2-10 мм, то шаг междуЗ0 отверстиями бт5-15 мм.

В дополнительном перфорированном дне первого фильтрующего элемента общая площадь отверстий составляет 15403 площади его поперечного сечения. З5

В случае, если площадь отверстий А составит менее 153, то количество поступающего газа. будет недостаточно для эффективной дегвзации и снизится произвоидтельность, если более 403, то 40 снизится скорость образования газовой подушки, так как слияние струй газа будет затруднено после прохождения его через эти отверстия, вследствие этого снизится эффект дегазации. 45

Отношение диаметра каждого отверстия в этом случае к шагу между ними составит 0,1-0,4. т.е. чОъ Я= где Ц - диаметр отверстия;

2.

50 - шаг между отверстиями; - отношение диаметра отверстия к wary.

В случае, если g> < 0,1, струи газа будут проходить того же размера, 55 так как слияние газа в большие пузыри

:будет затруднено, образование газовой подушки замедлится, и эффект дегазации снизится, если же tg будет более

0,4, то наблюдается большое сопротивление движению рафинирующего газа, эатруднено прохождение расплава, и вследствие этого снизится производи.тельность процесса.

При размере отверстий 2-10 мм в дополнительном перфорированном дне шаг между ними может быть выбран

l2-30 мм.

Необходимо отметить, что при

Ъ равнои величине отверстий перфорированного дна первого фильтрующего эле мента, которое представляет собой удерживающую фильтровальную решетку, и отверстий дополнительного перфорированного дна этого фильтрующего элемента общая площадь отверстий в дополнительном перфорированном дне меньше, а шаг между ними больше, так как это дополнительное перфорированное дно участвует непосредственно в процессе дегазации, а удерживающая фильтровальная решетка — в дегазации и фильтрации.

Устройство работает следующим образом.

Перед заполнением первого фильтруюшего элемента из трубопровода рафинирующий газ подают через распределитель..

Расплав из миксера 1 по прилеточному лотку 4 поступает в нисходящее отделение 8, в емкость 11 первого фильтрующего элемента 10.

Затем расплав проходит через круп-. ный абсорбент 13, замедляя скорость,, и очищается от крупных неметаллических включений, протекает в камеру дегазации 20, очищается от газовых включений рафинируоцим газом. Затем из камеры дегазации расплав поступает снизу вверх во вспомогательный отсек 19, откуда через окно 25 в емкости второго фильтрующего элемента 15 поступает на тонкую очистку от мелких твердых включений.

Пройдя сверху вниз через абсорбент 18 второго фильтрующего элемента расплав протекает в восходящее отделение 9 и через выпускное отверстие 26 попадает на раздаточный лоток 27, откуда поступает на участок разливки.

7ехнико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в повышении эффективности дегазации, фильтрации, увеличении срока службы фильтра.

7 1018996

Выполнение газовой камеры под следствие, повышение качества сплава. фильтром грубой очистки позволяет Повышение срока службы фильтра за счет проводить одновременно предваритель" выемки кассет с абсорбентом и проную фильтрацию и дегазацию на газо- чистки, продувки фильтра обеспечивавой подушке. Выполнение камеры дега- 5 ет экономию метагиа, идущего на фильт- зации междудвумя перфорированнымидни- ры, а также экономию металла, остаВ . щами первого фильтрующего элемента, шегося на абсорбенте. размеры, число отверстий, шаг между Экономический эффект от использоними обеспечивают высокий эффект дега- вания изобретения составит не .менее зации на газовой подушке, и, как 10 .13575 руб в годСоставитель И. Шамарина

Редактор О. Половка ТехредИ,Гергель Корректор Г. Решетник

Заказ )639/21 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква И-35 Раивская наб. д. 4/5

3 35 .-35 ивс, д, филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,