Устройство для рафинирования расплавленных металлов

Устройство для рафинирования расплавленных металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННЫХ МЕТАЛЛОВ ПО авт.СВ. № 1018996, отличающееся тем,что, .с целью повышения степени рафинирования, на внутренней боковой поверхности каждой емкости, заполненной абсорбентом, выполнен ряд горизонтальных ребер, расположенных по высоте с шагом, равным 0,2-0,4 высоты заполнения емкости абсорбентом , причем ширина ребер составляет 0,3-0,6 диаметра гранулы абсорбента.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) С 22 В 9 00//С 22 В 21/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ )3

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ $85ДИ у д:-„.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

21 2g (61 ) 1018996 (21) 3622346/22-02 (22) 13.07.83 (46) 15.08.84. Вюл. Р 30 (72)Н.Д.Исаев, С.П.Молодчинина и В.С.Шипилов (53) 669.714.12(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 1018996, кл. С 22 В 21/06, 1982.

„.80„„12 А (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННЫХ МЕТАЛЛОВ по авт.св.

9 1018996, о т л и ч а ю ш е е с я тем,что, с целью повышения степени рафинирования, на внутренней боковой поверхности каждой емкости, заполненной абсорбентом, выполнен ряд горизонтальных ребер, расположенных по высоте с шагом, равным 0,2 — 0,4 высоты заполнения емкости абсорбентом, причем ширина ребер составляет

0,3-0,6 диаметра гранулы абсорбента.

1108120

На внутренней боковой поверхности той части емкости элемента б, которая заполнена абсорбентом 18, выполнен по своему периметру ряд горизонтально расположенных ребер

19.

Второй фильтрующий элемент 7, являющийся фильтром тонкой очистки. расплава, также выполнен в виде металлической емкости с дном 20, Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к рафинированию расплавленных металлов от неметаллических и газовых включений.

По основному авт.св. М 1018996 известно устройство для рафинирования расплавленных металлов, содержащее камеру с загрузочным отверстием, разделенную огнеупорной, не доходящей до дна перегородкой на нисходящее и восходящее отделения, фильтрующий элемент, выполненный подвижным в вертикальной плоскости в виде емкости с перфорированным дном, заполненной абсорбентом с 15 различной крупностью, и приспособление для подачи газа. Причем устройство снабжено дополнительной огнеу- . порной перегородкой, смонтированной на дне камеры, дойолнительным фильтру-щ ющим элементом> установленным между двумя огнеупорными перегородками, дополнительным перфорированным дном в фильтрующем элементе, установленным первым относительно загрузочно— го отверстия, с заполнением первого фильтрующего элемента более крупным абсорбентом, второго фильтрующего элемента — более мелким абсорбентом, приспособление для подачи газа расположено под первым фильтрующим элементом. Кроме того, оба фильтрующих элемента выполнены в виде выемных кассет. Причем общая площадь отверстий в перфорированном дне первого фильтрующего элемента состав- 35 ляет 20-60Ъ площади дна,а отношение диаметра каждого из отверстий к шагу между ними 0,3-0,7. Общая площадь отверстий в дополнительном перфорированном дне первого фильтрую 4р щего элемента составляет 15-40% площади его поперечного сечения, а отношение диаметра каждого из отверстий к шагу между ними 0,1-0,4 C1$.

Недостатком известного устройст- 45 ьа является то, что оно, вследствие возникновения так называемого пристеночного эффекта не обеспечивает достаточно высокой степени рафинирования расплава. Это вызвано тем, что периферийные слои абсорбента каждого иэ фильтрующих элементов со- прягаются с плоской .внутренней боковой поверхностью емкости элемента.

В результате этого расплавленный металл в таких пристеночных зонах течет не по извилистому пути)как он движется между частицами абсорбента в центральных его слоях), а прямолинейно, что ведет к уменьшению сопротивления течению расплава и, сл д ле о60 вательно, к увеличению скорости его движения. Повышение же скорости течения расплава через абсорбент в этих пристеночных зонах является причиной того, что абсорбент не успевает задерживать неметаллические включения из расплава и, более того, даже наблюдается срыв потоком расплава ранее задержанных включений c,ïoâåðõности абсорбента. Все это приводит к снижению степени рафинирования расплава.

Целью изобретения является повышение степени рафинирования расплавленных металлов.

Поставленная цель достигаетея тем, что в.устройстве для рафинирования расплавленных металлов на внутренней боковой поверхности каждой емкости, заполненной абсорбентом, выполнен ряд горизонтальных ребер, расположенных по высоте с шагом, равным 0,2-0,4 высоты заполнения емкости абсорбентом, причем ширина ребер составляет 0,3-0,6 диаметра гранулы абсорбента.

На чертеже показано устройство, продольный разрез.

Устройство для рафинирования расплавленных металлов содержит камеру

1 из огнеупорного материала, разделенную вертикальной огнеупорной перегородкой 2, не доходящей до дна камеры на нисходящее 3 и восходящее

4 отделения.

Нисходящее отделение 3, в свою очередь, разделено дополнительной огнеупорной перегородкой 5, закрепленной на дне камеры 1, на две зоны, в одной из которых установлен фильтрующий элемент 6, а в другой — фильт рующий элемент .7. Нисходящее отделение 3 камеры 1 посредством загрузочного отверстия 8 соединено с миксером 9, снабженным леткой 10 и заглушкой 11.

Фильтрующий элемент б, служащий для грубой очистки расплава, выполнен в виде металлической емкости с двумя расположенными на расстоянии одно от другого днищами: верхним 12 и нижним 13, перфорированными отверстиями соответственно 14 и 1S.

Между днищами 12 и 13 размещена газовая камера 16, а под нижним днищем 13 смонтировано приспособление 17 для подачи газа.

Емкость элемента б заполнена крупным абсорбентом 18 в виде гранулированного материала, диаметр гранул которого выбран равным 12-15 мм.

Абсорбент 18 насыпан на верхнее днище 12.

1108120

Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Заказ 5840/18

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 перфорированным отверстиями 21.

Емкость элемента 7 заполнена мелким абсорбентом 22 в виде гранулированного материала, насыпанным на дно

20. Диаметр гранул абсорбента 22 выбран равным 3-10 мм. 5

На внутренней боковой поверхности части емкости элемента 7, заполненной абсорбентом 22, выполнен по своему периметру ряд горизонтально расположенных ребер 23. ю

Ребра 19 элемента 6 и ребра 23 элемента 7 расположены на высоте с шагом, равным 0,2-0,4 высоты заполнения емкости абсорбентом соответственно 18 и 22..

t5

При меньшем шаге расположения ребер 19 и 23, чем величина 0,2 высоты заполнения емкости абсорбентом 18 и 22; ребра 19 и 23 в емкости расположены очень часто, и поэтому резко возрастает сопротивление течению расплава в пристеночных зонах фильтрующих элементов 6 и 7, а это приводит к застою расплава между ребрами 19. и 23 и снижению эффективности и производительности процесса.

При шаге, превышающем величину

0,4 высоты заполнения емкости абсорбентом 18 и 22, ребра 19 и 23 располагаются слишком далеко друг от друга и от дна емкости, не оказыва- 30 ют необходимое сопротивление течению расплава и имеет место пристеночный эффект.

Ребра 19 и 23 имеют ширину, равную 0,3-0,6 диаметра гранулы абсор- 35 бентов соответственно 18 и 22. При ширине ребер 19 и 23, меньшей величины 0,3 диаметра гранулы, ребра

19 и 23 будут узкими и не устранят пристеночный эффект. Если ширина ребер 19 и 23 будет превышать величину 0,6 диаметра гранулы абсорбента 18 и 22, то ребра 19 и 23 получаются слишком широкими, сопротивление течению расплава резко возрастает, и возникают застойные зоны 45 расплава, снижающие. эффективность и производительность процесса.

В боковой стенке элемента 7, обра щенной к элементу б, выполнено окно 24, расположенное на высоте от дна камеры 1, равной высоте перегородки 5.

Оба фильтрующих элемента 6 и 7 и перегородка 2 расположены на одинаковой высоте от дна камеры 1 и могут 55 быть выполнены как подвижными в вертикальной плоскости, так и фиксированными за края камеры 1. При этом элементы б и 7 выполнены сменными.

Восходящее отделение 4 представляет собой раздаточный отсек, который образован перегородкой 2 и стенкой камеры 1, в которой выполнен выпускной канал 25, соединенный с раздаточным лотком 26.

Уровень размещения абсорбента 18 в первом элементе б и окна 24 элемента 7 расположены ниже уровня расплавленного металла. Абсорбент 22 второго элемента 7 размещен ниже уровня окна 24, а выпускной канал 25 расположен на одном уровне с абсорбентом 22.

Такое расположение элементов б и

7, окна 24, канала 25 и уровней абсорбентов 18 и 22 обеспечивает оптимальный перепад давления при одновременно противоположном течении, т.е. достигаются оптимальные гидродинамические условия движения расплава и газа.

Устройство работает следующим образом.

Перед заполнением первого фильтрую щего элемента б расплавленным металлом через его нижнее перфорированное днище 13 приспособлением 17 пропускают рафинирующий газ. Затем расплав из миксера 9 через отверстие 8 поступает в элемент 6. Расплав, проходя через абсорбент 18, отверстия 14 в днище 12 и камеру 16, разбивается на множество мелких струек, которые очищаются от неметаллических и газовых включений. При этом расплав, протекая через абсорбент в пристеночной зоне, огибает ребра 19 и в результате этого снижает свою скорость движения в этой зоне, выравнивания ее со скоростью движения в остальной части элемента. Благодаря этому сводится к. минимуму пристеночный эффект, улучшается степень грубой очистки расплава от крупных неметаллических включений.

Из. газовой камеры 16 расплав поступает снизу вверх в нисходящее отделение 3 и оттуда через окно 24 ьо второй фильтрующий элемент 7 на тонкую очистку от мелких включений.

Расплав проходит сверху вниз через абсорбент 22 элемента 7 и благодаря наличию на внутренней боковой поверхности емкости элемента ребер 23, которые расплав огибает, скорость его движения в пристеночной и центральных зонах выравнивается, что,приводит к более тщательной и равномерной очистке расплава от мелких неметаллических включений и повышению степени рафинирования.