Кристаллизатор

Кристаллизатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и) 504839

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сов Советских

Социалистических

Ресвублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.09.74 (21)2060949/22-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.76. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 26.04.76 (51) М. Кл 2 С 21С 5/56

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР во делам изобретений и открытий (53) УДК 621.365.3 (088.8) (72) Авторы изобретенпя

А. H. Баскаков, А. В. Соколов, Н, С. Дудоров, В. В. Тетюхин, Е. М. Никитин, А. В. Котов и В. С. Фомичев

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) КРИСТАЛЛИЗАТОР

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкциям кристаллизаторов вакуумно-дуговых, плазменно-дуговых и гарниссажных печей.

Известны кристаллизаторы, состоящие из гильзы и корпуса, пространство между которыми заполнено мелкозернистым материалом, и встроена газораспределительная решетка с проведенными к ней трубопроводами газа.

Такая конструкция кристаллизатора имеет ряд существенных недостатков, так коэффициент теплоотдачи от внутренней стенки такого кристаллизатора к слою частиц, сжижаемому воздухом, мал вследствие низкой теплопроводности воздуха, а также вследствие того, что плотная насадка из металлических шаров приводит к снижению коэффициента теплообмена и к увеличению температуры стенки. Температруа стенки определяется температурой слоя и перепадом температур стенка — слой. В случае, когда все тепло отводится воздухом, температура слоя остается достаточно высокой, так как лимитируется максимальной скоростью псевдоожижающего агента и размерами активной зоны, вследствие того, что с увеличением скорости воздуха мелкозернистый материал выносится из установки, а увеличение ширины активной зоны приводит к возрастанию ее габаритов.

С целью предотвращения взрывоопасности и улучшения условий охлаждения кристаллизатора в кристаллизаторе, в полости между стенками, устанавливаются в шахматном по5 рядке трубчатые спиральные змеевики, охлаждаемые жидкостью (водой, фреоном и т. п.)

Снаружи змеевики омываются псевдоожиженным слоем. В качестве ожижающего агента применяется теплопроводный инертный газ, у

10 которого коэффициент теплопроводности в 8—

10 раз выше коэффициента теплопроводности воздуха, например гелий, что позволит резко увеличить интенсивность теплообмена от стенки кристаллизатора. В каждый змеевик по15 дается охлаждающая вода, воспринимающая основное количество тепла от зоны жидкого металла, что позволяет обеспечить необходимые по условиям надежной работы температуру слоя и медной стенки кристаллизатора в

20 пределах 80 — 600 С. Кроме того, спиральные охлаждаемые змеевики являются внутренними стоками тепла в слое и одновременно выполняют функцию затормаживающих элементов, которые устраняют неровность псевдоожи25 жения.

Внутренняя стенка кристаллизатора изготовляется из высокотеплопроводных материалов, например бронзы, а.наружная стенка — стальная. Внутренняя стенка может быть использо30 вана многократно.

504839

Тираж 654

Подписное

Изд. № 1155

Заказ 831/12

Типография, пр. Сапунова, 2

На чертеже изображен общий вид кристаллизатора.

Кристаллизатор имеет корпус с двойными стенками 1, патрубки подвода 2 и отвода 3 ожижающего агента, газораспределительную решетку 4, сетку 5 для предотвращения выноса частиц мелкозернистого материала.

Пространство между стенками заполнено трубчатыми спиральными охлаждаемыми жидким теплоносителем змеевиками 6 и мелкозернистым материалом 7.

Установка работает следующим образом.

При подаче газа через распределительную решетку 4 в слой частицы мелкозернистого материала 7 приходят в псевдоожиженное состояние. При омывании внутренней стенки псевдоожиженным слоем, играющим роль промежуточного теплоносителя, практически все тепло отводится жидкостью, движущейся в спиральных змеевиках 6.

Так например, для кристаллизатора внутренним диаметром 100 мм при использовании в качестве мелкозернистого материала электр окорунда фракции 120 мк (плотность

3900 кг/смз) ожижающего агента-гелия, при подаче в систему змеевиков технической воды линейный удельный тепловой поток от внутренней стенки кристаллизатора составляет

1,7 10 вт/м и температура стенки равняется 208 С.

Использование спиральных охлаждаемых змеевиков, играющих роль внутренних стоков

5 тепла, выгодно отличает предлагаемый кристаллизатор от известных, так как уменьшаются размеры активной зоны охлаждения и обеспечиваются такие температуры внутренней стенки кристаллизатора, которые позволя10 ют эксплуатировать кристаллизатор в течение длительного времени без повреждений, что в свою очередь ведет к уменьшению расхода металла, Исключается взрывоопасность ввиду отсутствия непосредственного контакта воды с

15 внутренней стенкой кристаллизатора.

Формула изобретения

Кристаллизатор, состоящий из гильзы и корпуса, пространство между которыми запол20 нено мелкозернистым материалом, и встроена газораспределительная решетка с подведенными к ней трубопроводами газа, о тл и ч а юшийся тем, что, с целью предотвращения взрывоопасности и улучшения условий охлаж25 дения кристаллизатора, он снабжен водоохлаждаемыми змеевиками, расположенными в слое мелкозернистого псевдоожиженного материала,