RU2137846C1

RU2137846C1 - Gas lift for treating liquid metal

Info

Publication number: RU2137846C1
Application number: RU98115865A
Authority: RU
Inventors: А.Я. Стомахин; В.А. Роменец; Д.Г. Еланский; В.Г. Мизин; А.Н. Козлов; В.И. Лебедев
Original assignee: Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет)
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 1999-09-20

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: gas lift comprises lifting column consisting of frame and lining, gas-separation chamber with lined side walls and roof, emptying fitting, gas- aspiration pipeline, and lance with supply pipelines. Upper part of side walls of gas-separation chamber is made of water-cooled members located at the distance from roof equal to 0.5-0.9 height of the chamber. Lining of the column and gas-separation chamber is provided with gas-cooled canals and roof of the chamber is made of water-cooled members. Lance is constructed in the form of concentrically arranged pipes. EFFECT: increased endurance of gas lift on long-time operation. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к обработке жидкого металла в металлургических агрегатах. The invention relates to metallurgy, and more particularly to the processing of liquid metal in metallurgical units.

Наиболее близким по технической сущности является газлифт для обработки жидкого металла, содержащий подъемную колонну, состоящую из каркаса и футеровки, газоотделительную камеру, имеющую свод и футерованные боковые стенки, сливной патрубок, трубопровод для отвода газов и фурму с подводящими трубопроводами. Футеровка выполнена сплошной из шамотного кирпича с обмазкой из леточной массы. The closest in technical essence is a gas lift for processing liquid metal, containing a lifting column consisting of a frame and a lining, a gas separation chamber having a roof and lined side walls, a drain pipe, a gas exhaust pipe and a lance with supply pipelines. The lining is made of solid chamotte bricks with a coating of flying weight.

(См. Ефименко С.П. и др. Внепечное рафинирование металла в газлифтах, М, Металлургия, 1986, с. 221, рис. 80). (See Efimenko S.P. et al. Out-of-furnace metal refining in gas lifts, M, Metallurgy, 1986, p. 221, Fig. 80).

Недостатком известного газлифта является его низкая стойкость при длительной эксплуатации. Это объясняется тем, что в процессе обработки жидкого металла футеровка газлифта разогревается сверх допустимых пределов, что приводит к ее размыванию присутствующим в газоотделительной камере шлаком, быстрому уменьшению размеров футеровки и, как следствие, к выходу газлифта из строя. При этом исключается возможность длительного использования газлифта. A disadvantage of the known gas lift is its low stability during prolonged use. This is due to the fact that during the processing of liquid metal, the gas lift lining is heated beyond the permissible limits, which leads to its erosion by the slag present in the gas separation chamber, to a rapid decrease in the lining size and, as a result, to the failure of the gas lift. This eliminates the possibility of prolonged use of gas lift.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении стойкости газлифта при длительном использовании. The technical effect when using the invention is to increase the stability of gas lift with prolonged use.

Указанный технический эффект достигается тем, что газлифт для обработки жидкого металла содержит подъемную колонну, состоящую из каркаса футеровки, газоотделительную камеру, имеющую свод и футерованные боковые стенки, сливной патрубок, трубопровод для отвода газов и фурму с подводящими трубопроводами. The specified technical effect is achieved by the fact that the gas lift for processing liquid metal contains a lifting column consisting of a lining frame, a gas separation chamber having a roof and lined side walls, a drain pipe, a gas exhaust pipe and a lance with supply pipelines.

Верхняя часть боковых стенок газоотделительной камеры выполнена из водоохлаждаемых элементов, размещенных от свода на высоте, равной 0,5 - 0,9 ее высоты. Футеровка нижней части газоотделительной камеры и футеровка подъемной колонны снабжена газоохлаждаемыми каналами. Свод газоотделительной камеры выполнен из водоохлаждаемых элементов. Фурма выполнена в виде концентрически расположенных трубок. The upper part of the side walls of the gas separation chamber is made of water-cooled elements located from the roof at a height equal to 0.5 - 0.9 of its height. The lining of the lower part of the gas separation chamber and the lining of the lifting column is equipped with gas-cooled channels. The vault of the gas separation chamber is made of water-cooled elements. The lance is made in the form of concentrically arranged tubes.

Повышение стойкости газлифта будет происходить за счет охлаждения футеровки газлифта и выполнения верхней части стенок газоотделительной камеры и ее свода из водоохлаждаемых элементов. В этих условиях в процессе работы газлифта его футеровка будет интенсивно ошлаковываться, что снизит скорость размывания футеровки. The increase in gas lift resistance will occur due to cooling of the gas lift lining and the implementation of the upper part of the walls of the gas separation chamber and its arch of water-cooled elements. Under these conditions, during the operation of the gas lift, its lining will be intensively slagged, which will reduce the rate of erosion of the lining.

Диапазон значений высоты расположения водоохлаждаемых элементов в пределах 0,5 - 0,9 высоты газоотделительной камеры от ее свода объясняется необходимостью повышения стойкости боковых стенок газоотделительной камеры, непосредственно контактирующих с жидким шлаком или металлом. При меньших значениях увеличивается интенсивность размывания футеровки газоотделительной камеры. При больших значениях жидкий металл будет контактировать с водоохлаждаемыми элементами боковых стенок газоотделительной камеры, что может привести к их разрушению и к взрыву из-за попадания воды в металл. The range of the height of the location of the water-cooled elements within 0.5 - 0.9 of the height of the gas separation chamber from its arch is explained by the need to increase the resistance of the side walls of the gas separation chamber directly in contact with liquid slag or metal. At lower values, the erosion intensity of the lining of the gas separation chamber increases. At high values, the liquid metal will come into contact with water-cooled elements of the side walls of the gas separation chamber, which can lead to their destruction and explosion due to the ingress of water into the metal.

Указанный диапазон устанавливается в зависимости от производительности газлифта. The specified range is set depending on the performance of the gas lift.

Анализ научно-исследовательской и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого газлифта с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Analysis of the research and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the inventive gas lift with the signs of known technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения, со ссылкой на чертежи, на которых показано:
фиг. 1 - схема газлифта для обработки жидкого металла, продольный разрез;
фиг. 2 - то же, разрез А-А;
Газлифт для обработки жидкого металла состоит из подъемной колонны 1, с футеровкой 2 и ее каркаса 3, горизонтальной камеры 4 с футеровкой 5 и ее каркаса 6, водоохлаждаемых элементов 7, свода 8 с водоохлаждаемыми элементами 9, сливного патрубка 10, трубопровод 11, фурмы 12 с трубопроводами 13, каналов 14 с трубками 15, газоохлаждаемых элементов 16.The following is an embodiment of the invention, not excluding other options within the claims, not excluding other options within the claims, with reference to the drawings, which show:
FIG. 1 is a gas lift diagram for processing liquid metal, a longitudinal section;
FIG. 2 - the same, section aa;
A gas lift for processing liquid metal consists of a lifting column 1, with a lining 2 and its frame 3, a horizontal chamber 4 with a lining 5 and its frame 6, water-cooled elements 7, a vault 8 with water-cooled elements 9, a drain pipe 10, pipe 11, lances 12 with pipelines 13, channels 14 with tubes 15, gas-cooled elements 16.

Позицией H обозначена высота газоотделительной камеры, h - длина расположения водоохлаждаемых элементов на части высоты боковых стенок газоотделительной камеры, "a-a" - уровень жидкого металла и шлака. Position H indicates the height of the gas separation chamber, h is the length of the water-cooled elements on the part of the height of the side walls of the gas separation chamber, "a-a" is the level of liquid metal and slag.

Газлифт для обработки жидкого металла работает следующим образом. Gas lift for processing liquid metal works as follows.

Пример. В процессе работы газлифта нижний торец подъемной колонны 1 опускается под уровень металла, например чугуна или стали, в ковш. По одному из трубопроводов 13 подается инертный газ аргон с давлением 5 кг/см² и с расходом 3 м³/мин, а по другому трубопроводу подается кислородосодержащий газ, например воздух, с теми же параметрами. Трубопроводы 13 соединены с фурмой 12, выполненной в виде концентрически расположенных трубок. Смесь подаваемых газов, выходя из фурмы 12, поднимается, транспортируя металл по каналу колонны 1 вверх в газоотделительную камеру 4, откуда по сливному патрубку 10 сливается обратно в ковш. В газоотделительной камере 4 из металла выделяются газы, которые удаляются по трубопроводу 11. В этих условиях происходит рафинирование металла от вредных газов. Футеровка 2 и 5 выполнена, например, из шамотного кирпича с обмазкой из ленточной массы. Футеровка 2 и 5 укреплена на металлическом каркасе 3 и 6. Производительность газлифта составляет 0,3 - 0,6 т/мин.Example. In the process of gas lift, the lower end of the lifting column 1 is lowered under the level of metal, such as cast iron or steel, into the bucket. An inert argon gas with a pressure of 5 kg / cm ² and a flow rate of 3 m ³ / min is supplied through one of the pipelines 13, and an oxygen-containing gas, such as air, with the same parameters is supplied through the other pipeline. The pipelines 13 are connected to the tuyere 12, made in the form of concentrically arranged tubes. The mixture of supplied gases, leaving the lance 12, rises, transporting the metal along the channel of the column 1 up into the gas separation chamber 4, from where it is drained back to the bucket through the drain pipe 10. In the gas separation chamber 4, gases are released from the metal, which are removed through line 11. Under these conditions, the metal is refined from harmful gases. Lining 2 and 5 is made, for example, of fireclay bricks with a coating of tape mass. Lining 2 and 5 is mounted on a metal frame 3 and 6. The gas lift capacity is 0.3 - 0.6 t / min.

Часть h высоты H боковых стенок газоотделительной камеры 4 со стороны ее свода 8 выполнена из водоохлаждаемых элементов 7. Длина h составляет 0,5 - 0,9 высоты H. В нашем примере H=0,5 м, h=0,25 - 0,45 м. Part h of the height H of the side walls of the gas separation chamber 4 from the side of its arch 8 is made of water-cooled elements 7. The length h is 0.5 - 0.9 height H. In our example, H = 0.5 m, h = 0.25 - 0 , 45 m.

Свод 8 газоотделительной камеры 4 выполнен из водоохлаждаемых элементов 9. Водоохлаждаемые элементы 7 и 9 выполнены, например, из стальных трубок, плотно контактирующих друг с другом, по которым подается вода под давлением 4 кг/см² и с расходом 0,5 м³/мин.The vault 8 of the gas separation chamber 4 is made of water-cooled elements 9. The water-cooled elements 7 and 9 are made, for example, of steel tubes tightly in contact with each other, through which water is supplied at a pressure of 4 kg / cm ² and with a flow rate of 0.5 m ³ / min

Футеровка 2 колонны 1 и футеровка 5 боковых стенок газоотделительной камеры 4 снабжены газоохлаждаемыми каналами 14 и 16. В каналы 14 вставлены трубки 15, по которым подается газ, например, воздух. Воздух, выходя из трубок 15, поднимается вверх, производя при этом охлаждение футеровки 2 и 5. The lining 2 of the column 1 and the lining 5 of the side walls of the gas separation chamber 4 are provided with gas-cooled channels 14 and 16. Tubes 15 are inserted into the channels 14, through which gas, for example, air, is supplied. The air leaving the tubes 15 rises, while cooling the lining 2 and 5.

Каналы 16 выполнены в виде трубок, замурованных в футеровку 2 и 5 и прикрепленных к каркасу 3 и 6. По каналам 14 и 16 подается воздух под давлением 4 кг/см² и с расходом 10 м³/мин.Channels 16 are made in the form of tubes walled into the lining 2 and 5 and attached to the frame 3 and 6. Through channels 14 and 16, air is supplied at a pressure of 4 kg / cm ² and with a flow rate of 10 m ³ / min.

В общем случае футеровка 2 и 5 могут быть снабжены только каналами 14 или 16. Каналы 16 могут быть вертикальными, горизонтальными, в форме спирали или другими. In the General case, the lining 2 and 5 can be provided only with channels 14 or 16. Channels 16 can be vertical, horizontal, in the form of a spiral or others.

Применение изобретения позволяет повысить стойкость газлифта в 2 - 3 раза. The use of the invention allows to increase the resistance of a gas lift by 2 to 3 times.

Claims

1. A gas lift for treating liquid metal, comprising a lifting column consisting of a frame and a lining, a gas separation chamber having a roof and lined side walls, a drain pipe, a gas exhaust pipe and a tuyere with supply pipes, characterized in that the upper part of the side walls of the gas separation the chamber is made of water-cooled elements located from the chamber vault at a height equal to 0.5 - 0.9 of its height, and the lining of the lower part of the gas separation chamber and the lining of the column are equipped with gas-cooled channels s.

2. The gas lift according to claim 1, characterized in that the arch of the gas separation chamber is made of water-cooled elements.

3. The gas lift according to claim 1, characterized in that the lance is made in the form of concentrically arranged tubes.