Циркуляционный патрубок вакууматора

М.кл7С21С7/10
Циркуляционный патрубок вакууматора.
Полезная модель относится к черной металлургии, в частности к устройствам для циркуляционного вакуумирования при внепечной обработке жидкого металла.
Известны циркуляционные погружные патрубки для вакууматоров циркуляционного вакуумирования, используемых при проведении вакуумной обработки металла методом RH.
Эти патрубки соединены с корпусом вакууматора, причем всасывающий патрубок как правило снабжен средствами для инжектирования в расплав продувочного агента, см. А.Я. Поволоцкий и др. «Внепечная обработка стали, Москва, МИСИС, 1995г., с. 86-89.
Основным недостатком этих патрубков является сравнительно невысокая пропускная способность, что снижает эффективность обработки металла.
Прототипом полезной модели является футерованный погружной патрубок для вакууматоров, работающих по схеме процесса REDA, см. «Development of new secondary refining process - REDA (REDAпроцесс внепечного рафинирования стали), Aoki Н., Kitamura S., iVliyamoto К., Iron and Steelmaker. (Technologies for Producing the Ultra Low Carbon and Nitrogen Steel in RH Degasser, 1999. 26, № 7. C. 1721 (англ.)
Этот патрубок, соединен с вакуумной камерой вакууматора, и выполнен в виде цилиндрической обечайки с сечением в плане в виде кольца. Циркуляция металла через вакууматор создается за счет асимметричной продувки, относительно продольной оси симметрии погружного патрубка (и вакууматора).
Недостатком этого патрубка является то, что в нем при циркуляции расплава происходит взаимодействие противоположно направленных восходящего и нисходящего циркуляционных потоков расплава. Это обусловлено формой его проходного сечения, которое имеет в плане форму круга. Вследствие этого в патрубке, в области примыкания противоположно направленных потоков происходит интенсивная турбулизация струй их пограничных слоев, что приводит к диссипации кинетической энергии этих потоков. Это снижает скорость циркуляции обрабатываемого металла через вакууматор, ухудшает перемешивание расплава в ковше и в целом снижает качество металла и эффективность вакуумной обработки.
Задачей, решаемой полезной моделью является повышение качества металла и эффективности вакуумной обработки.
Решение указанной задачи, обеспечено тем, что, циркуляционный патрубок вакууматора, включающий футерованный цилиндрической корпус, согласно полезной модели, футерованный корпус выполнен в виде эллиптического цилиндра с сечением в плане в виде правильного кольцевого овала.
В предпочтительных вариантах выполнения, в боковой стенке футерованного корпуса выполнены продувочные фурмы с выходными срезами, расположенными на его внутренней поверхности и расположенные симметрично относительно вертикальной плоскости проходящей через большую ось внутреннего овала горизонтального сечения корпуса; выходные срезы продувочных фурм расположены на расстоянии от нижнего среза корпуса, составляющей 0,1 - 0,15 его высоты; в поперечном сечении проекции фурм расположены симметрично по обе стороны большего диаметра со стороны одного из полюсов овала поперечного сечения корпуса, при этом оси оппозитных фурм, расположенных в противоположных стенках сориентированы из условия их пересечения на большей оси этого овала, причем в плоскости сечения, расстояние от внутренней поверхности патрубка до точки пресечения осей крайних фурм на оси большого диаметра составляет не более чем на 1/3 длины этого диаметра.
За счет предложенного выполнения погружного патрубка обеспечивается повышение скорости циркуляционных потоков расплава при его обработке в вакууматоре, соответственно повышается эффективность и качество вакуумной обработки расплава.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:
На фиг.1. изображен общий вид вакууматора в рабочем положении (продольный разрез); на фиг.2.сечение А-АФИГ.1.
Циркуляционный патрубок вакууматора, состоит из цилиндрического футерованного корпуса 1 с сечением в плане в виде правильного овального кольца. В стенке корпуса 1, по крайней мере на одном уровне, выполнены продувочные фурмы 2 с выходными срезами, расположенными на внутренней поверхности корпуса 1 и расположенные симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через большую ось овала в горизонтальном сечении патрубка.
Предпочтительно, чтобы выходные срезы продувочных фурм были расположены на расстоянии от нижнего среза корпуса, составляющем 0,1 - 0,15 его высоты. Кроме того, в поперечном сечении проекции фурм должны быть расположены симметрично по обе стороны большего диаметра со стороны одного из полюсов овала поперечного сечения корпуса, при этом оси оппозитных фурм, расположенных в противоположных стенках патрубка должны быть сориентированы из условия их пересечения на большей оси этого овала. Для обеспечения асимметричных условий продувки необходимо, чтобы в плоскости поперечного
сечения патрубка, расстояние от его внутренней поверхности до точки пресечения осей крайних фурм на оси большого диаметра овала поперечного сечения составляло не более чем 1/3 длины его большого диаметра. Работа устройства осуществляется следующим образом.
В рабочем положении корпус 1 погружного патрубка вакууматора 3 опущен в расплав металла в ковше 4. При подаче в ковш 4 и продувочные фурмы 2 патрубка 1 инертного газа, в расплаве образуется поток газо-металлической смеси с пониженной плотностью, который поднимается по патрубку 1 и поступает в проточную ванну вакууматора 3 где, освобождаясь от газа, утяжеляется и под действием веса в виде дегазированного потока расплава истекает через патрубок 1 в ковш 4. Этим обеспечивается непрерывная циркуляция расплава через патрубок 1 в ковше 4 и вакууматоре 3.
По сравнению с прототипом , за счет овальной в плане формы циркуляционного патрубка восходящий и нисходящий потоки расплава располагаются на большем удалении друг от друга. Это значительно снижает взаимовлияние потоков и повышает пропускную способность патрубка. Кроме того, за счет более стесненных (по сравнению с прототипом) условий расширения по мере подъема продувочного газа, увеличивается кинетическая энергия потоков, что повышает степень гомогенизации расплава за счет обеспечения более интенсивного перемешивания расплава в ковше.
Использование предложенной полезной модели позволяет обеспечить повышение эффективности вакуумной обработки расплава с повышением качества металла.