RU2000337C1

RU2000337C1 - Unit for out-of-oven vacuum treatment of molten metal

Info

Publication number: RU2000337C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Леонидович Коваленко; Марк Матвеевич Черепинский; Дмитрий Николаевич Быстрицкий; Александр Семенович Плотников
Original assignee: Малое предпри тие "Экотехника"
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1993-09-07

Abstract

Изобретение может быть использовано в металлургии, в частности в устройствах вакуумной обработки жидкого металла. Сущность: установка содержит вакуум-камеру 1 и газоотвод щий тракт с газоочистными устройствами - сухим пылеосадите- лем 2 и трубной Вентури 9 и многоступенчатым вакуум-насосом. Сухой пылеосадитель 2 подключен в основном га- зоотвод щем тракте, а труба Вентури 9 - параллельном. Газовые тракты снабжены вакуум-затворами 6 и 10. Бункер 11 пылео- садител 2 включает пылезаборное устройство , сообщающеес с атмосферой, которое дополнительным трубопроводом 15 с отсекающей задвижкой 16 св зано с трубой Вентури 9.1 ил. , ОThe invention can be used in metallurgy, in particular in devices for vacuum processing of liquid metal. Essence: the installation comprises a vacuum chamber 1 and a gas exhaust path with gas cleaning devices - a dry dust collector 2 and a pipe venturi 9 and a multi-stage vacuum pump. Dry dust separator 2 is connected in the main gas exhaust duct, and the Venturi pipe 9 is connected in parallel. The gas paths are equipped with vacuum shutters 6 and 10. The hopper 11 of the dust collector 2 includes a dust-collecting device in communication with the atmosphere, which is connected to the venturi 9.1 by an additional pipe 15 with a shut-off valve 16. , ABOUT

Description

Изобретение относитс к металлургии, в частности к устройствам вакуумной обработки жидкого металла.The invention relates to metallurgy, in particular to liquid metal vacuum processing devices.

Известна установка внепечной вакуумной обработки жидкого металла, содержаща вакуум-камеру, пароэжекционный насос с п тью основными последовательно соединенными ступен ми (авт.св. № 950779, к/1. С 21 С 7/10).A known unit for out-of-furnace vacuum treatment of liquid metal, comprising a vacuum chamber, a steam injection pump with five main series-connected steps (ed. St. No. 950779, k / 1. C 21 C 7/10).

Недостатком известной установки вл етс отсутствие в ее газоотвод щем тракте системы очистки газов от содержащейс в них пыли, что приводит к ее отложению на стенках 1-й и 2-й ступеней пароэжекционно- го насоса и зарастанию газоходов. В резуль- тэге возникает необходимость периодически останавливать вакуумный насос дл очистки его от пыли, что приводит к разгерметизации стыков, снижению выплавки вакуумированной стали в результате вынужденных простоев.„A disadvantage of the known installation is the lack of a dust purification system in its exhaust gas duct, which leads to its deposition on the walls of the 1st and 2nd stages of the steam injection pump and the flue gas overgrowth. As a result, there is a need to periodically stop the vacuum pump to clean it of dust, which leads to depressurization of joints, a decrease in smelting of evacuated steel as a result of downtime. "

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к за вл емому изобретению вл етс установка онспечной вакуумной обработки жидкого металла дл реализации способа внепечной вакуумной обработки по пат. ЧССС № 231919. Газоотвод щий тракт установки включарт рекуператорный теплообменник, охлаждающий поток газа, отводимый с помощью пакуум-насоса из вакуум-камеры, и орошаемый скруббер с гидрозатвором, в котором периодически (в период добавки кислорода п жидкую сталь) производитс очистка всего газового потока от пыли.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed invention is the installation of on-furnace vacuum processing of liquid metal to implement the method of out-of-furnace vacuum processing according to US Pat. HRSS No. 231919. The exhaust gas path of the installation includes a recuperative heat exchanger, a cooling gas stream discharged by a vacuum pump from the vacuum chamber, and an irrigated scrubber with a water trap in which the entire gas stream is periodically cleaned (during the addition of oxygen and liquid steel) from dust.

Недостатками прототипа вл ютс : высокое аэродинамическое сопротивление ре- куператорного теплообменника и орошаемого скруббера, что приводит к увеличению времени набора вакуума, повышению энергозатрат на его достижение, недостаточна степень очистки в орошаемом скруббере газового потока от мелкодисперсной пыли, котора образуетс в процессе подачи кислорода в ковш, а также отсутствие очистки газового потока после прекращени подачи в ковш кислорода и набора вакуума больше 6,66 кПа обуславливают поступление запыленного газа в вакуумный насос, осаждение пыли на его внутренних поверхност х. Вышеуказанное снижает ресурс работы вакуумного насоса, вызывает необходимость его периодической остановки на очистку от пыли, повышэ- ег затраты на его эксплуатацию, что в результате приводит к снижению выпуска вакуумированной стали.The disadvantages of the prototype are: high aerodynamic resistance of the recuperator heat exchanger and the irrigated scrubber, which leads to an increase in the time for vacuum accumulation, an increase in energy consumption to achieve it, insufficient degree of purification of the fine dust in the irrigated scrubber from the gas stream, which is formed during the supply of oxygen to the bucket , as well as the lack of purification of the gas stream after the cessation of supply of oxygen to the ladle and a set of vacuum greater than 6.66 kPa, determines the entry of dusty gas into the vacuum Intelligent pump, dust deposition on its internal surfaces. The above reduces the life of the vacuum pump, makes it necessary to periodically stop it from cleaning from dust, and increases the cost of its operation, which results in a decrease in the output of vacuum steel.

Сущность за вл емого изобретени заключаетс в повышении экономичности процесса вакуумировани стали за счет увеличени ресурса работы вакуумного насоса, снижени затрат на его эксплуатацию, снижени времени набора вакуума и энергозатрат на его достижение.The essence of the invention is to increase the efficiency of the process of evacuation of steel by increasing the service life of the vacuum pump, reducing the cost of its operation, reducing the time of vacuum set up and energy consumption to achieve it.

Увеличение ресурса работы вакуумногоVacuum life extension

насоса и, как следствие, сокращение затрат на его эксплуатацию при экономии энергозатрат достигаетс благодар увеличению степени очистки отход щих газов от пыли (вthe pump and, as a result, the reduction of the costs of its operation while saving energy costs is achieved due to an increase in the degree of purification of exhaust gases from dust

том числе мелкодисперсной) за сче обеспечени возможности оптимизации режима очистки по периодам вакуумировэни путем установки сухого пылеосэдител в основном тракте непосредственно за вакуум-ка- мерой, осаждающего в течение всего процесса вакуумировзни основные обье- мы пыли и установки трубы Нентури на параллельном тракте, которую путем переключени ппкуум-затноров можно подfinely dispersed) due to the possibility of optimizing the cleaning regime for vacuum periods by installing a dry dust separator in the main duct directly behind the vacuum chamber, which precipitates the main volumes of dust and the installation of the Nenturi pipe on a parallel path during the whole vacuum process, which switching of shutter switches can be done under

ключать в периоды вакуумиропани , характеризующиес наиболее интенсивным выделением мелкодисперсной пыли при наборе вакуума до 3-15 кПа.switch off during periods of evacuation, which are characterized by the most intense emission of fine dust when vacuum is set to 3-15 kPa.

Энергозатраты на достижение оакуумаOakum Energy Consumption

5 эконом т также благодар исключению из установки пылеуловител , обладающего высоким аэродинамическим сопротивлением (орошаемого скруббера), и замене его па- роэжекционной трубой Вентури, работаю0 щей одновременно и как пылеуловитель мелкодисперсных частиц пыли, и как ступень пароэжекгорного вакуумного насоса.5, they also save by eliminating a dust collector with high aerodynamic drag (irrigated scrubber) from the installation and replacing it with a venturi, which simultaneously works both as a dust collector for fine dust particles and as a stage of a steam-injection vacuum pump.

Сокращению эксплуатационных затрат также способствует организаци очистки отReducing operating costs is also aided by organizing

5 пыли бункера сухого пылеосадител , пыле- заборное устройство которого, сообщающеес с атмосферой, дополнительным трубопроводом соединено с трубой Вентури ,5 dust of the dry dust collector hopper, the dust extraction device of which is in communication with the atmosphere, is connected by an additional pipe to the Venturi pipe,

0Поставленные задачи решают за счет0Posed tasks are solved by

того, что известна установка внепечной вакуумной обработки жидкого металла, содержаща вакуум-камеру, газоотвод щий тракт, включающий газоочистное устройст5 во с гидрозатвором дл отвода орошающей жидкости и вакуумный насос с вакуум-затвором перед ним, согласно за вл емому изобретению газоочистное устройство включает эжекционную трубу Вентури и су0 хой пылеосадитель, при этом выходной патрубок пылеосадител подключен к выходному патрубку вакуум камеры, а выходной - к первой ступени вакуумного насоса , труба Вентури подсоединенаof the fact that there is a known installation for out-of-furnace vacuum processing of liquid metal, comprising a vacuum chamber, a gas exhaust duct including a gas cleaning device 5 with a water trap for draining the irrigation liquid and a vacuum pump with a vacuum shutter in front of it, according to the invention, the gas cleaning device includes an ejection pipe Venturi and dry dust separator, while the outlet nozzle of the dust separator is connected to the outlet nozzle of the vacuum chamber, and the outlet to the first stage of the vacuum pump, the venturi pipe is connected

5 параллельно основному газоотвод щему тракту между выходным патрубком первой или второй ступени вакуумною насоса, при этом трубопропод между пылеослдителам и трубой Вентури снабжен члтпором, а бункер ппле-чсадигрлп пыпеч борное устройство, сообщающеес с атмосферой , которое дополнительным трубопроводом соединено с трубой Вентури, при этом дополнительный трубопровод снабжен отсекающей задвижкой.5 parallel to the main gas outlet path between the outlet pipe of the first or second stage of the vacuum pump, while the pipe line between the dust collectors and the Venturi pipe is equipped with an outlet, and the hopper is air-cooled and communicates with the atmosphere, which is connected by an additional pipeline to the pipe the additional pipeline is equipped with a shut-off valve.

На чертеже изображена принципиальна схема за вл емой установки внепечной вакуумной обработки жидкого металла.The drawing shows a schematic diagram of a claimed installation for out-of-furnace vacuum processing of liquid metal.

Установка содержит вакуум-камеру 1 с основным газоотвод щим трактом 5, вклю- чающим сухой пылеосадитель 2, многоступенчатый вакуумный насос со ступен ми 3-1...3-п и конденсаторами 4 после второй (3-2) и последующих ступеней вакуумного насоса.The installation comprises a vacuum chamber 1 with a main gas exhaust path 5, including a dry dust collector 2, a multi-stage vacuum pump with stages 3-1 ... 3-p and condensers 4 after the second (3-2) and subsequent stages of the vacuum pump .

Перед перпой ступенью 3-1 вакуумного насоса на (эчооюодкщ-м тр-тме размещен вакуум-затвор G Коиденгчторы 4 подсоединены к гидрозагворзм 7 дл отвода орошающей жидкости.In front of the first stage 3-1 of the vacuum pump, a vacuum shutter is placed on the (echoless pipe) G Co-generators 4 are connected to the hydraulic shut-off 7 to drain the irrigation fluid.

На газоотвод цем тракте 0 между выходным патрубком пылеосздител 2 и конденсатором 4 размещена груба Вентури 9, при этом перед ней и выходным патрубком пылеосадител 2 установлен пзкуум-затвор 10. Бункер 11 пылеослдитсл 2 включает пылезаборное устройство 12, сообщающеес в атмосферой посредством патрубка 13 с отсекающей задвижкой 14, которое дополнительным трубопроводом 15 с отсекающей задвижкой 16 св зано с входом в трубу Вей- тури 9.A venturi coarse 9 is placed on the gas outlet duct 0 between the outlet pipe of the dust collector 2 and the condenser 4, and a shutter 10 is installed in front of it and the outlet pipe of the dust separator 2. The dust separator 2 bunker 11 includes a dust collecting device 12 communicating with the atmosphere through the branch pipe 13 a valve 14, which is connected by an additional pipe 15 with a shut-off valve 16 to the entrance to the pipe 9.

.За вл емое устройство работает следующим образом.. The inventive device operates as follows.

Газы, отход щие от вакуум-камеры 1, проход т через сухой пылеосадитель 2, где осуществл етс их предварительна очистка . При открытом вакуум-затворе 10 и закрытом вакуум-затворе 6 газы по тракту 8 поступают в п роэжокционную трубу Вен- тури 9, где осуществл етс их томна очистка . Одновременно пэроэжекционна труба Вентури развивает за счет эжектирующего эффекта напор, необходимый дл транспортировки газов через сухой пылеосадитель 2 и тракт 0. Величина разливаемого напора соответствует значению суммы гидр вличе- ских сопротивлений сухого пылеосздител 2 и участка газоотвод щего тракта 8.The gases leaving the vacuum chamber 1 pass through a dry dust collector 2, where they are pre-treated. When the vacuum shutter 10 is open and the vacuum shutter 6 is closed, the gases pass through the path 8 into the venting tube of Venturi 9, where they are subjected to languid cleaning. At the same time, due to the ejection effect, the venturi piro-ejection pipe develops the pressure necessary for transporting gases through the dry dust separator 2 and path 0. The magnitude of the poured pressure corresponds to the sum of the hydraulic resistance of the dry dust separator 2 and the portion of the exhaust path 8.

Очищаемый газ из трубы Вонтури 9 по- ступает в конденсатор 4. где происход т выделение из него влаги и отвод ее через гидрозатвор 7.The gas to be purified from the Vonturi 9 pipe enters the condenser 4. where moisture is released from it and removed through a water trap 7.

Очищенный и осушенный газовый поток через р д последующих ступеней паро- эжекционного насоса 3-3 Зп отводитс в атмосферу.The purified and drained gas stream through a series of subsequent stages of the 3-3 Zp steam-injection pump is discharged into the atmosphere.

При достижении вакуума 3-15 кПа, когда от вакуум-камрры 1 отведено90-95% пы- легэзовых выПросов вакуум-затвор 10Upon reaching a vacuum of 3-15 kPa, when 90-95% of the dust-free ester is removed from the vacuum chamber 1 Vacuum shutter 10

закрываетс , а вакуум-затвор б открываетс и оставшиес газы из вакуум-камеры 1 через сухой пылеосадитель 2 поступают через основной газоотвод щий тракт 5 на вход первой ступени 3-1 вакуум-насоса, а далее через вторую ступень 3-2 и конденсатор 4 в последующие ступени.it closes, and the vacuum shutter b opens and the remaining gases from the vacuum chamber 1 through a dry dust collector 2 enter through the main exhaust pipe 5 to the inlet of the first stage 3-1 of the vacuum pump, and then through the second stage 3-2 and the condenser 4 in subsequent steps.

Отключение трубы Вентури в этот период св зано с увеличением количества испарившейс воды номере набора вакуума. Это влечет за собой увеличение влагосодержа- ни и расхода отход щих газов, снижение доли орошающей воды, используемой на очистку газов в трубе Вентури 9.The shutdown of the venturi during this period is associated with an increase in the amount of evaporated water in the vacuum set number. This entails an increase in the moisture content and consumption of exhaust gases, a decrease in the proportion of irrigation water used to clean the gases in the venturi 9.

Очистка газов от пыли в этот период осуществл етс с достаточной степенью эф- фе-ггииносги в сухом пылеосадителе 2, рост эффективности которого в этот период св зан со снижением коэффициента аэродинамического сопротивлени и скорости пседзни частиц пыли по мере набора вакуума .Dust cleaning of gases during this period is carried out with a sufficient degree of effi-ggiinosgi in dry dust collector 2, an increase in the efficiency of which during this period is associated with a decrease in the aerodynamic drag coefficient and the velocity of dust particles during vacuum accumulation.

Работа сухого пнлоосадител 2 в газо- отиодчщем тракте весь период вакуумиро- ваш . а эжекционной трубы Вентури 9 при н боре вакуума до 3-15 чПа обеспечивает улавливание не менее 95% пыли, поступающей с газом в вакуум-насос.The operation of the dry air separator 2 in the gas exhaust path is evacuated for the entire period. and the Venturi 9 ejection tube with a vacuum of up to 3-15 hPa ensures the capture of at least 95% of the dust entering the vacuum pump with gas.

По мере накоплени пыли в бункере 11 сухого пылеосаднтел 2 пыль отводитс из него посредством пневмотранспорта следующим образом.As dust accumulates in the hopper 11 of the dry dust collector 2, dust is removed from it by means of pneumatic conveying as follows.

В нерабочий период вэкууматора-при открытой крышке вакуум-камеры 1 включаютс ступени пароэжекторного насоса расположением после конденсатора 4 и включаетс плрозжекционна труба Вентури 9. Открываетс вакуум-затвор 10, и атмосферный воздух засасывает пыль, скопившуюс п бункере 11 сухого пылеосадител 2 через пылезаборное устройство, и по трубопроводу 15 транспортирует ее в па- роожекционную трубу Вентури, откуда она смываетс потоком распыленной воды через гидрозэтвор 7 конденсатора 4 в оборотный цикли водоснабжени .During the non-working period of the vacuum chamber, with the vacuum chamber cover 1 open, the steps of the steam jet pump are located next to the condenser 4 and the venturi 9 is turned on. The vacuum shutter 10 is opened and the atmospheric air sucks in the dust that has accumulated in the bunker 11 of the dry dust collector 2 through a dust collecting device and transports it through a pipe 15 to the venturi vent pipe, from where it is washed off by a stream of sprayed water through the hydro-sealer 7 of the condenser 4 into the reverse water supply cycles.

Технический результат от использовани за вл емого изобретени выражаетс в создании установки дл вакуумировани стали с высокой эксплуатационной надежностью и экономичностьюThe technical result from the use of the claimed invention is expressed in the creation of an installation for the evacuation of steel with high operational reliability and economy

Claims

The claims

Installation for out-of-furnace vacuum treatment of liquid metal, comprising a vacuum chamber, a gas exhaust path, including a gas cleaning device with a water trap for removing irrigating liquid and a multi-stage vacuum pump with a vacuum shutter in front of it, characterized in that the gas cleaning device

equipped with a venturi ejection tube and a dry dust separator, while the inlet of the dust separator is connected to the outlet of the vacuum chamber, and the outlet to the first stage of the vacuum pump, the venturi is connected in parallel with the main exhaust gas duct; to the outlet of the dust and second nozzles of the first or second nozzles stages of the vacuum pump, while the pipeline between the dust collector and the Venturi pipe is equipped with a vacuum shutter, and the dust hopper hopper includes a dust intake device in communication with a mosphere, which is connected by an additional pipeline to the venturi, and the additional pipeline is equipped with a shut-off valve.