Устройство для ввода порошкообразных реагентов в жидкий металл

Устройство для ввода порошкообразных реагентов в жидкий металл

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

= -У

"етен нс т„- .,„ е

«. .н.ii:.„g . ., «726172

Союз Советских

Социалистических

Республик

О и И С А"Н- ЪР% ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1 1.01.78 (2 I ) 256@799/22-02 с присоединением заявки J% (51)M. Кд.

С 21 С 1/00

3Ъсударстевиный комитет

ccc(» (23) Приоритет (53) УДК 621. .745 (088.8) . по делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.04 80. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 07.04 80

Н. Н. Днепренко, А. В. Остапенко, И. Ф. Горбенко, В. Н. Гуров и, И. Ф. Греченко (72) Авторы изобретения

I (71) Заявитель

Институт черной металлургии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ПОРОШКООБРАЗНЫХ

РЕАГЕНТОВ В ЖИДКИЙ МЕТАЛЛ

Изобретение относится к металлургии . черных металлов, точнее к устройствам для внепечной обработки жидких металлов порошкообразными реагентами.

В связи с непрерывным повышением требований к качеству металла все более широкое распространение получает внепечная обработка жидких металлов порошкообразными реагентами, вводимыми через погружаемые в жидкий металл, о устройства.

Известны устройства для ввода порошкообразных реагентов в жидкий металл, состоящие из металлического каркаса с арматурой, трубки для подачи реагента и огнеупорной футеровки, панс«симой в виде обмазки на каркас. (11.

Недостатком этих устройств является их низкая эксплуатационная стойкость, вызванная тем, что при нанесении футеровки путем обмазки трудно обеспечить достаточное уплотнение и качество нанесенного огнеупорного слоя. Кроме того, процесс обмазки является трудоемкой

2 операцией, выполняемой вручную и трудно поддающейся механизации.

Увеличить эксплуатационную стойкость позволяют устройства с секционной огнеупорной футеровкой. Изготовление футеровки из отдельных секций можно производить механизированным путем на серийном оборудовании, обеспечивающем высокую степень уплотнения в качество огнеупорных секций.

Известно. устройство, содержащее несущий каркас с испарительной камерой и . опорным фланцем, трубку для подачи реагента и огнеупорную секционную футеровку с арматурными кольцами. Несущий каркас выполнен из «стержней, а каждая секция огнеупорной футеровки имеет продольные отверстия, через которые свободно насажена на стержни и трубку для подачи реагента (2).

Арматурные кольца футеровки выполнены изолированными. Стержни несущего каркаса жестко прикрепленвт нижними кон» цами к испарительной камере, а верхнимиI

172 4 оси секции.

При жестком креплении верхней опоры к стержйям каркаса нельзя также осуществить замену вышедшей из строя огне-5 упорной секции в процессе эксплуатации устройства. В связи с этим в случае разрушения одной из секций футеровки

3 726 концами - к опорному фланцу, на котором подвешено устройство.

Известное устройство работает следующим образом

По трубке для подачи реагента подают сжатый газ (воздух), и устройство погружают в расплавленный металл.

B испарительной камере поверхность жид кого металла устанавливается на уровне отверстий, выполненных в боковой стенке этой камеры. При подаче реаг йтв через трубку он испаряется в йспаритель ной камере, а пары через боковые отверстия попадают в жидкий металл и, поднимаясь вверх, обрабатывают его.

После подачи заданного количества реагента прекращают его подачу и извлекают устройство из жидкого металла.

Недостатком известного устройства является evo невысокая эксплуатационная стойкость. Наличие в секциях огйеупорной футеровки продольных отверстий, .,необходимых для прохождения стержней несущего каркаса, ослабляет футеровку и способ ствует образован по трещин в местах их выполнения. Указанные отверстия увели чйвают также трудоемкость изготовления огнеупорных секцйй.

Эксплуатационная стойкость извесч ного устройства снижается также за счет

ЗО жесткого крейления стержней несущего каркаса к упорному фланцу, что затрудняет сборку огнеупорных секций и ухудшает качество собранной футеровки. Это объясняется следующим. С целью обеспе чения соосности огнеупорных секций с осью устройства и их плотного прилега ния на стыках сборка секций осуществляется при вертикальном положении несуще1"о каркаса. Однако приварка в таком положе.

40. нии на болыпой высоте о юрного фланца! к стержням каркаса трудно выполнима.

Поэтому после сборки огнеупорных секций устройство кантуется в горизонтальное положение для приварки фланца, при этом происходит смейение секпий и на рушение плотности их стыковки. Кроме того, огнеупорные и сварочные работы производят в разных цехах заводов, что приводит к дополнительным транспортным операциям.. устройство выходит из строя, хотя остальные секции еще пригодны к работе.

Выполнение в известном устройстве арматурных колец изолированными одно от другого уменьшает образование в огнеупорных секциях только продольных трещин, но не препятствует образованию поперечных трещин. Это также снижает эксплуатационную стойкость устройства.

Белью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости устройства для ввода порошкообразных реагентов в жидкий металл.

Поставленная цель достигается тем, что в пр едлагнемом устройстве несущий каркас снабжен хвостовиком с двумя кольцевыми выступами, образующими кольцевой паз, в котором установлены заключенные в коническую обойму два полукольца с расширяющейся кверху конической наружной поверхностью, причем коническая обойма жестко соединена с опорным фланцем, а меньший днаметр внуч ренней конической поверхности обоймы больше на 0,01-0,0+ чем наружйые диаметры кольцевых выступов хвостовика и несущего каркаса.

Вторым отличительным признаком устройства является то, что коническая по- верхность полуколец имеет конусность в пределах от 1:3 до 1:10 и выполнена двумя коническими поясками с углублением между ними, а в месте стыка полуколец выполнен зазор.

Арматурные кольца огнеупорной секции футеровки соединены между собой металлическими прутками, расположенными наклонно в плоскости, параллельной

На фиг. 1 представлено устройство в разрезе по оси; на фиг. 2-разрез

А-А фиг. 1.. !

Устройство состоит из несущего карка са 1 с испарительной камерой 2 и опорйым фланцем 3, трубки 4 для подачи реагента и огнеупорной секционной футеровки 5 с арматурными кольцами 6. Несущий Йаркас выполнен из трубы, которая жестко соединена с испарительной камерой 2 и хвостовиком 7, имеющим на наружной поверхности два кольцевых выступа, образующих кольцевой паз 8. В кольцевом пазу 8 установлены два полукольца 9 с расширяющейся кверху конической наружной поверхностью. Полуколь ца 9 заключены в коническую обойму- 10, котораяжестко соединена с опорным фланцем 3, при этом меньший нижний диаметр

5 - 726 внутренней конической поверхности обоймы больше на 0,01-0,05 его величины, чем наружные диаметры кольцевых выступов хвостовиков и несущего каркаса.

Наружная коническая поверхность полуколец имеет конусность в пределах от 1:3 до 1:10 и выполнена двумя Коническими поясками, расположенными на краях конуса, с углублением между поясками. В месте стыка полуколец вь полнеи зазор.

Арматурные кольца в каждой секции футеровки соединены между собой металлическими прутками 11, расположенными наклонно в плоскости, параллельной оси 15 секции. Арматурные кольца и соединяющие их прутки образуют металлический каркас секции.

В боковых стенках испарительной камеры выполнены отверстия 12 для 20 выхода парой реагента.

Устройство работает следующим образом.

Устройство подводят к уровню жидкого металла, включают подачу сжатого газа, например, воздуха. и погружают в жидкий металл. По достижении определенной глубины погружения начинают пода вать реагент. В испарительной камере

2 реагент испаряется, а его пары че-. рез отверстия 12 попадают в жидкий металл и обрабатывают его. После ввод а необходимого количества реагекга прекращают его подачу, устройство извлекают из жидкого металла и выключают, подачу сжатого raae

Выполнение в устройстве несущего каркаса из трубы, снабженной хвостови- ком, дает возможность изготавливать

40 огнеупорные секции только с одним центральным отверстием для прохож дения трубы и хвостовика, но без от- верстий для стержней каркаса. Это исключит местное ослабление футеровки

45 указаннь1ми отверстиями и устранит об- разование трещин в местах выполнения отверстий.

Ввод хвостовика, двух полуколец с конической наружной поверхностью и конической обоймы создает разъемное соединение опорного фланца с трубой несущего каркаса, позволяющее быстро демонтировать и монтировать опорный фланец на устройстве при надежном и

55 плотном его креплении в условиях интенсивной вибрации.

Наличие в хвостовике двух кольцевых выступов, образующих кольцевой

172 паз, обеспечивает возможность уставовки в пазе двух полуколец с конической наружной поверхностью. Верхний кольцевой выступ хвостовика служит для опоры хвостовика на полукольцах при его провисании под действием веса устрой-, ства. Нижний кольцевой выступ огра ничивает прюдвижение полуколец вниз по хвостовику.

Зазор в месте стыка полуколец служит для более плотного зажима хвостовика полукольцами, происходящего под действием веса устройства, и уменьшения за счет этого зажиМа давления веса устройства на верхний кольцевой выступ хвостовика. То, что меньший диаметр внутренней конической поверхности обоймы больше на 0,01-0,05 еж величины, чем наруж ные диаметры кольцевых выступов хвостовика и несущего каркаса, обеспечивает возможность снятия опорного фланца с устройства путем продвижения фланца с обоймой вначале вниз по трубе до освобождения полуколец, а затем, после извлечения полуколец из паза хвостовика, — вверх до выхода. верхнего кольцевого выступа хвостовика из конуса обоймы. Если меньший диаметр внутрен. ней конической поверхности обоймы будет превышать наружные диаметры несущей трубы и кольцевых выступов хвостовика меньше, чем на 0,01 своей величины, то это может затруднить снятие опорного фланца. Превышение более, чем на 0,05 величины меньшего внутреннего диаметра конуса обоймы, приведет к черезмерному увеличению размеров и веса обоймы с опорным фланцем.

Ри ъемное соединение опорного флан ца с трубой несущего каркаса упрощает сборку огнеупорных секций футеровки, повышает качество сборки, обеспечивает возможность замены в процессе эксплуа« тации устройства вышедших из строя отдельных огнеупорных секций, что увеличивает срок службы устройства.

Конусность наружной поверхности полу колец в пределах от 1 3 до 1:10 обьяоняется тем, что йри конусности меньшей, чем 1;10, происходит слишком сильное защемление полуколец коничеокой обоймой, из- за чего затрудняется разьем соединения при его разборке.

При конусности большей, чем 1:3, слишком увеличиваются габариты и вес конической обоймы и опорного фланца.

Выполнение конической поверхности полуколец двумя коническими поясйами

726172 8 оольшего количества металла, что увеличит производительюсть установки для об-, работки металла порошкообразными реагентами.

7 б углублением между ними повышает

:шютюсть и точность зажима полуколец в конической обойме, уменьшает усилие разъема конусиых поверхностей колец и обоймы при снятии опорного фланца и снижает трудоемкость механической обработки полуколец, так как углубление между поясками можю обрабатывать с меньшей точностью либо вообще не подвергать механической обработке, а I G выполнять, например, литьем.

Соединение арматурных колец огнеуюрюй секции футеровки металлическими прутками уменьшает образование поперечных трещин в секциях. Наклонное расположение прутков в плоскости, параллелыюй оси огнеупорной секции, препятствует образованию не только поперечных, ю и продольных радиальных трещин, дополняя действие арматурных колец в 20 промежутках между ними. Нак в йюе расположение прутков увеличивает также податливость металлического каркаса огне утюрюй секции, так как при изменении объекта секции во время ее нагревов и охлаждений наклонные прутки легче поддаются деформации, чем расположенные вертикалью. Увеличение пподатлйвости каркаса уменьшит образование трещин в футеровке.

Таким образом, йовысится эксплуатационная стойкость устройств для ввода порошкообразных реагентов в жидкий металл за счет исключения в огнеупорных секциях футеровки сквозных отверстий для прохождейия стержней каркаса, установки съемного опорного фланца и улучшения конструкции металлического каркаса огнеупорных секций футеровки.

Повышение эксплуатационюй стойкости устройства для ввода порошкообраз- . ных реагентов в жидкий металл позволит увеличить длительюсть обработки мьталла и, следовательно, колиЧество вводи45 мого реагента. Это предоставит возмож ность обработки данным устройством

Формула изобретения

1е Устройство для Ввода порошкооб» разных реагентов в жидкий металл, со- держащее футерованкые огнеупорными сек циями с арматурными кольцами несущий каркас с испарительнай камерой и опорным фланцем и трубку для подачи реа- .гента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатацион юй стойкости, несущий каркас снабжен хвост товиком с двумя кольцевыми выступами, образующими.кольцевой паз, в котором уста новлены заключенные в коническую обойму два йолукольца с расширяющейся кверху конической наружной поверхностью, причем коническая обойма жестко соединена с опорным фланцем, а меньший диаметр внутренней конической поверхюсти обоймы больше на 0,1-0,005 наружных диаметров кольцевых выступов хвостовика и несущего каркаса.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что полукольца выполнены с конусюстью в пределах

1: (3-10) и двумя коническими поясками с углублением между ними с зазором в месте стыка полуколец.

3. Устройство по п. 1. о т л и -. ч а ю щ е е с я тем, что арматурные кольца огнеупорной секции футеровки соединены между собой металлическими прутками, расположенными наклонно в плоскости, параллелыюй оси секции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 367154, кл. С 21 С 1/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

% 530903, кл. С 21 С 1/00, 1975.

726172

А-Д фиг.2

Составитель A. Кондратьев

Редактор E. Братчпкова Техред С. Мигай Корректор H. Степ

Заказ 607/23 Тираж 608 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4