СИСТЕМА ПОДАЧИ ЖИДКОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ПРОДУКТА В ТРАКТЫ ПОДАЧИ ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ ПРОДУВОЧНЫХ ФУРМ ВСАСЫВАЮЩЕГО ПАТРУБКА ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ВАКУУМКАМЕРЫ

Полезная модель относится к области черной металлургии и может быть использована при производстве ультранизкоуглеродистой стали. Эта сталь обладает повышенной пластичностью, коррозионной устойчивостью и повышенной адгезией к нанесенным покрытиям и перспективна для производства автомобильных кузовов.
Обработку расплава такой стали производят в циркуляционных вакууматорах условно названных - RH-камерами, содержащих вакуумную камеру с всасывающим и сливным патрубками, а также системой поверхностной продувки расплава металла и ввода газообразных агентов под уровень расплава.
Из предшествующего уровня техники известны следующие аналоги заявленной полезной модели.
Из японской патентной заявки N 64-217 (Vacuuin refining inethod for molten steel), Appl. No 63-15817 (22) 28.1.1988, (32) 6.2.1987, KAWASAKI STEEL CORP. С 21 С 7/10, известна вакуумная камера (RH-камера) для циркуляционного вакуумирования расплава металла в RH-камере включающая продувку кислородом поверхности расплава из центральной фурмы, расположенной в своде вакуумной камеры, при этом из нижерасположенных боковых газохлаждаемых фурм в RH-камеру подается окись углерода, при сжигании которой осуществляется подогрев расплава. Продувка под уровнем расплава осуществляется посредством фурм, расположенных в боковой стенке вакуумной камеры и всасывающем патрубке.
Недостатками аналога являются большие энергозатраты на продувку расплава, недостаточная площадь реакционной зоны, значительное снижение глубины вакуума в RH-камере из-за необходимости интенсивного охлаждения боковых фурм, которые в противном случае быстро оплавляются и сгорают.
Из книги "Внепечное вакуумирование стали", А.А.Морозов, М., Металлургия, 1973, с. 235. известна также RH-камера с непрерывной циркуляцией расплава металла через патрубки, погруженные в расплав стали с одновременной подачей во всасывающий патрубок газообразных
агентов, например инертных газов. Однако из-за быстрого падения температуры расплава этим способом невозможно получить ультранизкоуглеродистую сталь. Кроме того, образование настыли на стенках камеры и повреждение ее футеровки значительно повышает издержки производства.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип полезной модели является вакуумная RH камера по патенту RU №2213147, С 21С 7/10, 2001г.
В одном из вариантов этого патента дано описание циркуляционного всасывающего патрубка с системой подачи газообразных агентов выполненной в виде, например, трех групп сопел, размещенных на разных уровнях по высоте всасывающего патрубка; каждая группа содержит по крайней мере два сопла, из которых некоторые сопла расположены ниже других сопел и подключены к напорной линии подачи газообразных агентов в постоянном режиме, а вышерасположенные сопла подключены к напорной линии подачи газообразных агентов в пульсирующем режиме, на которой установлен преобразователь постоянного давления газообразного агента в переменный, выполненный в виде мембранного дожимного компрессора, подключенного к напорной линии за счет чего обеспечивается повышение давления в этой линии. В варианте выполнения для расширения диапазона пульсации на линии после компрессора установлен ресивер и электромагнитный клапан.
Эта система применяется для продувки расплава инертными газами, однако при подаче во всасывающий патрубок горючих углеводородных компонентов эта схема опасна в применении из-за возможности возникновения пожара даже при малейшей утечке углеводородов.
Технической целью, решаемой полезной моделью является повышение безопасности производства при одновременном снижении издержек производства за счет интенсификации обезуглероживания стали при сохранении скорости циркуляции расплава через RH камеру.
Решение поставленной задачи осуществлено за счет того, что система подачи жидкого углеводородного продукта в тракты подачи газообразных продуктов продувочных фурм всасывающего патрубка циркуляционной вакуумкамеры, включающая линии подачи газообразных агентов, подключенные к группе сопел для ввода газообразных агентов во всасывающий патрубок, согласно полезной модели, система дополнительно снабжена рампой линий подачи газообразных агентов с установленными на ней средствами для дискретного ввода углеводородного
продукта в линии подачи газообразных агентов во всасывающий патрубок. В варианте выполнения, средства для дискретного ввода в линии подачи газообразных агентов углеводородного продукта, выполнены в виде электроклапанов, подключенных через напорные линии к насосу, подключенному к разборной емкости с углеводородным продуктом.
В варианте выполнения, средства для дискретного ввода в линии подачи газообразных агентов углеводородного продукта, выполнены в виде электроклапанов, подключенных к напорным линиям, подключенным к насосу, соединенному с разборной емкостью с углеводородным продуктом.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:
на фиг.1 показан общий вид циркуляционных патрубков с линиями ввода инертного газа и углеводородных компонентов (аксонометрическая проекция);
На фиг.2 показан поперечный разрез циркуляционных патрубков;
На фиг.3 показан узел ввода углеводородных компонентов в линию подачи газа.
1
n
1
n
1
n
1
n
На фиг.1, 2 показаны всасывающий 1 и сливной 2 циркуляционные патрубки RH камеры. Всасывающий патрубок 1 оборудован соплами 3-3 продувочных фурм подачи смеси инертного газа, например, аргона и углеводородного продукта, например спирта-ректификата. Система снабжена рампой 4 линий подачи газообразных агентов в соответствующие тракты подачи 5-5 смеси в сопла 3-3 продувочных фурм всасывающего патрубка 1 RH камеры. На рампе 4 установлены средства для дискретного ввода углеводородного продукта в линии подачи газообразных агентов во всасывающий патрубок, которые выполнены в виде электроклапанов 6-6, (показаны условно), подключенных к напорной линии 7 насоса 8, подключенного к разборной емкости 9 с углеводородным продуктом. Схема ввода жидкого продукта в газовый тракт продувочной фурмы показана на фиг.3.
Работа системы осуществляется следующим образом.
1
n
В процессе обработки расплава через продувочные сопла 3-3 продувочных фурм подается смесь инертного газа, например аргона и углеводородного продукта, например, спирта - ректификата(который вводится в линию подачи газа дискретно). Это приводит к интенсификации процесса обезуглероживания за счет, во первых, пиролиза углеводорода с выжиганием
углерода и выделением значительного количества водорода и кислорода, а во вторых явлению псевдовакуума за счет парциального давления в пузырях аргона и других компонентов, например водородных пузырей. Локальное выжигание вводимого углерода разгоняет процесс обезуглероживания на самой важной стадии процесса, когда температура расплава еще максимальна и процесс обезуглероживания стали как-бы каталитически саморазгоняется сначала за счет локального выгорания углерода и прохождения псевдовакуумных полостей в виде пузырей газа. Дискретная подача углеводорода не позволяет заглушить этот процесс чрезмерным количеством углерода и позволяет достичь более высокой степени обезуглероживания обрабатываемого расплава стали. Расположение электроклапанов на рампе позволяет надежно предохранить зону обслуживания от случайных возгорании из-за отказа какого-либо клапана и позволяет дистанционно производить контроль работы системы, что повышает безопасность работы по обезуглероживанию стали.