RU2212454C1 - Method and apparatus for vacuum processing of metal melt - Google Patents
Method and apparatus for vacuum processing of metal meltInfo
- Publication number
- RU2212454C1 RU2212454C1 RU2002125569A RU2002125569A RU2212454C1 RU 2212454 C1 RU2212454 C1 RU 2212454C1 RU 2002125569 A RU2002125569 A RU 2002125569A RU 2002125569 A RU2002125569 A RU 2002125569A RU 2212454 C1 RU2212454 C1 RU 2212454C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- vacuum
- circulation
- channels
- paragraphs
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к внепечной обработке жидкого металла. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to out-of-furnace treatment of liquid metal.
Процесс вакуумной обработки расплава металла основан на нарушении равновесных условий сосуществования фаз термодинамической системы, в данном случае - расплава металла. Одним из методов нарушения термодинамического равновесия является снижение давления, при этом из расплава начинают выделяться газы с парциальным давлением, превышающим давление в расплаве, т.е. избыточное (для нового состояния системы) количество газов, которое продолжается до достижения концентрации газов, соответствующей новому состоянию равновесия термодинамической системы. На глубине более 0,2 м от поверхности расплава давление в газовых пузырьках определяется статистическим давлением металла (и шлака) и практически не зависит от глубины разрежения над расплавом, причем даже при самых благоприятных условиях зона зарождения пузырьков газа не может располагаться ниже 1, 2 м от поверхности. Размеры образующихся в расплаве газовых пузырьков зависят от внешнего давления, при этом пузырьки (от поступающего в расплав газа и пузырьки, образовавшиеся в зоне зарождения при выделении газа), поднимаясь через слой металла, растут как за счет поступления в них газа, так и за счет снижения внешнего давления, причем скорость их подъема увеличивается с уменьшением глубины. Увеличение размера пузырьков и скорости их подъема особенно проявляется в самых верхних горизонтах, где мало влияние статического давления металла, соответственно в этих зонах быстро растет межфазная поверхность и интенсифицируется массообмен. Таким образом, основной массообмен имеет поверхностный характер и протекает в "активном" слое металла, что обуславливает необходимость в постоянном подводе свежего металла в эту зону для предотвращения истощения верхнего слоя расплава. Скорость подвода свежего металла определяется гидродинамикой расплава при вакуумировании, причем для гомогенизации расплава по составу является важным способ его перемешивания. Обычно для этого применяется продувка газом как самая экономичная. The process of vacuum processing a metal melt is based on the violation of the equilibrium conditions for the coexistence of phases of the thermodynamic system, in this case, the metal melt. One of the methods for disturbing thermodynamic equilibrium is to lower the pressure, while gases with a partial pressure exceeding the pressure in the melt begin to be released from the melt, i.e. excess (for a new state of the system) amount of gases, which continues until the gas concentration reaches the new equilibrium state of the thermodynamic system. At a depth of more than 0.2 m from the surface of the melt, the pressure in the gas bubbles is determined by the statistical pressure of the metal (and slag) and practically does not depend on the depth of rarefaction above the melt, and even under the most favorable conditions, the zone of nucleation of gas bubbles cannot be lower than 1.2 m from the surface. The dimensions of the gas bubbles formed in the melt depend on the external pressure, while the bubbles (from the gas entering the melt and the bubbles formed in the nucleation zone during gas evolution), rising through the metal layer, grow both due to the gas entering them and due to decrease in external pressure, and the rate of their rise increases with decreasing depth. An increase in the size of the bubbles and the rate of their rise is especially evident in the uppermost horizons, where there is little influence of the static pressure of the metal; accordingly, the interfacial surface rapidly grows in these zones and mass transfer is intensified. Thus, the main mass transfer has a surface character and proceeds in the “active” metal layer, which necessitates the constant supply of fresh metal to this zone to prevent depletion of the upper melt layer. The rate of supply of fresh metal is determined by the hydrodynamics of the melt under vacuum, and for the homogenization of the melt in composition is an important way of mixing it. Typically, gas purging is used as the most economical.
Из достигнутого уровня техники известны струйное, ковшевое, порционное, циркуляционное и т.д. способы вакуумирования металла, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки (см. книгу, Б.С. Мастрюков. Теплофизика металлургических процессов. - М.: МИСиС, 1996, с. 183-17[1]. In the prior art, inkjet, bucket, batch, circulating, etc. are known. metal evacuation methods, each of which has its own advantages and disadvantages (see the book, BS Mastryukov. Thermophysics of metallurgical processes. - M .: MISiS, 1996, p. 183-17 [1].
Например, при порционном вакуумировании (DH-процесс) металл под действием атмосферного давления поступает в вакуумную камеру через футерованный патрубок. Опорожнение камеры и забор новой порции осуществляются путем вертикального перемещения камеры или ковша. Толщина слоя металла в вакуумной камере 0,5-0,7 м, так что газовые пузыри образуются по всей высоте слоя. Дегазация длится ~ 20 с, затем дегазированный металл сливается в ковш и опускается на дно ковша. Обычно металл проходит через вакуумную камеру 3-4 раза (35-40 циклов). For example, during portioned evacuation (DH-process), metal under the influence of atmospheric pressure enters the vacuum chamber through a lined pipe. The chamber is emptied and a new portion is taken by vertical movement of the chamber or bucket. The thickness of the metal layer in the vacuum chamber is 0.5-0.7 m, so that gas bubbles form along the entire height of the layer. Degassing lasts ~ 20 s, then the degassed metal is poured into the bucket and lowered to the bottom of the bucket. Usually the metal passes through the vacuum chamber 3-4 times (35-40 cycles).
Прототипом изобретения является способ циркуляционного вакуумирования (RH-процесс). При этом способе вакуумирование проточной ванны дополняется барботажем инертным газом. Установка содержит вакуум-камеру с двумя футерованными патрубками, опускаемыми в ковш с металлом. В одном из патрубков(подъемном) имеется средство для подвода инертного газа и образования в расплаве газометаллической смеси, имеющей пониженную плотность, которая поднимается вверх по этому патрубку. Попадая в вакуум-камеру, смесь освобождается от газа и металл под действием веса стекает обратно в ковш по другому(сливному) патрубку. Этим обеспечивается циркуляция расплава в ковше. Скорости движения расплава особенно велики вблизи подъемного и сливного патрубков и сравнительно малы у днища ковша. Кинетическая энергия турбулентных пульсаций и скорость ее диссипации также максимальны вблизи подъемного и сливного патрубков (см. А.Я. Поволоцкий и др. Внепечная обработка стали. - М.: МИСиС, 1995, с.86-89 [2]. A prototype of the invention is a circulating evacuation method (RH process). With this method, the evacuation of the flow bath is supplemented by bubbling with an inert gas. The installation contains a vacuum chamber with two lined nozzles lowered into a bucket with metal. In one of the nozzles (lifting) there is a means for supplying an inert gas and the formation in the melt of a gas-metal mixture having a reduced density, which rises up this nozzle. Once in the vacuum chamber, the mixture is freed from the gas and the metal flows under the influence of the weight back into the bucket through another (drain) pipe. This ensures the circulation of the melt in the bucket. The melt velocities are especially high near the lifting and drain pipes and are relatively small at the bottom of the bucket. The kinetic energy of turbulent pulsations and the rate of its dissipation are also maximum near the lifting and drain pipes (see A.Ya. Povolotsky et al. Extra-furnace steel processing. - M.: MISiS, 1995, pp. 86-89 [2].
Недостатком прототипа является то, что лимитирующим фактором скорости протекания массообмена в проточной ванне является скорость массообмена в приповерхностном слое расплава, в котором образуется приповерхностный буферный газированный слой расплава в виде скопления крупных и мелких газовых пузырей, которые, по мере разрушения самых верхних пузырей, мигрируют к верхней границе раздела фаз. Кроме того, часть циркуляционного потока "закольцовывается", т.е. часть обработанного расплава не уходит в объем металлургической емкости, а рециркулирует в восходящий циркуляционный поток. Кроме того, в объеме расплава, находящегося в металлургической емкости, образуются застойные зоны с низкой интенсивностью гомогенизации расплава. Это снижает скорость массообмена, увеличивает время обработки и снижает ее эффективность. The disadvantage of the prototype is that the limiting factor in the rate of mass transfer in the flow bath is the rate of mass transfer in the surface layer of the melt, in which a surface carbonated buffer layer of the melt is formed in the form of an accumulation of large and small gas bubbles, which migrate towards the upper bubbles upper phase boundary. In addition, part of the circulation flow is looped, i.e. part of the processed melt does not go into the volume of the metallurgical tank, but is recycled to the upward circulation stream. In addition, stagnant zones with a low intensity of homogenization of the melt are formed in the volume of the melt in the metallurgical vessel. This reduces the mass transfer rate, increases the processing time and reduces its effectiveness.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности вакуумной обработки и качества металла. The problem solved by the invention is to increase the efficiency of vacuum processing and the quality of the metal.
Решение указанной задачи (в части способа) обеспечено тем, способ вакуумной обработки расплава металла, включающий создание контура циркуляции обрабатываемого расплава в металлургической емкости и циркуляционном вакууматоре, за счет вдувания продувочного газа в расплав и обработку расплава в проточной ванне вакууматора, сообщенной с циркуляционными всасывающим и сливным каналами, выполненными в его погружной части, согласно изобретению в процессе вакуумной обработки обеспечивают повышение интенсивности массообмена путем турбулентного перемешивания и формирования волновой поверхности расплава в проточной ванне, а также повышение кинетической энергии струи обработанного металла на выходе из вакууматора за счет ускорения циркуляционных потоков расплава в регулярно сужающихся в направлении циркуляции всасывающем и сливном каналах, сформированных внутренней поверхностью погружной части вакууматора и примыкающей к ней перегородкой. The solution of this problem (in terms of the method) is ensured by the method of vacuum processing a metal melt, including creating a circulation circuit of the processed melt in a metallurgical vessel and a circulation vacuum pump, by blowing purge gas into the melt and processing the melt in the flow tank of the vacuum cleaner in communication with the circulating suction and drain channels made in its submersible part, according to the invention in the process of vacuum treatment provide an increase in the intensity of mass transfer by turbulence mixing and forming the wave surface of the melt in the flow bath, as well as increasing the kinetic energy of the treated metal jet at the outlet of the vacuum vessel due to the acceleration of the circulation flows of the melt in the suction and drain channels regularly narrowing in the direction of circulation, formed by the inner surface of the immersion part of the vacuum vessel and adjacent to it septum.
В вариантах осуществления способа продувка расплава может осуществляться как через боковую стенку погружной части вакууматора в нижней части всасывающего канала, а также может быть и комбинированной, т.е. продувку ведут через дно металлургической емкости и боковую стенку погружной части вакууматора. Кроме того, боковая продувка расплава может вестись в пульсирующем режиме. In embodiments of the method, the melt can be purged both through the side wall of the immersion part of the vacuum chamber in the lower part of the suction channel, and can also be combined, i.e. purging is carried out through the bottom of the metallurgical tank and the side wall of the immersion part of the vacuum chamber. In addition, lateral purging of the melt can be pulsed.
В других вариантах ввод потока газометаллической смеси в проточную ванну обеспечивают в пульсирующем режиме; пульсирующий режим боковой продувки осуществляют в резонансе с пульсациями давления в суженной части всасывающего канала, при этом длительность пульсаций выбирают равной или кратной четверти периода собственных колебаний столба расплава во всасывающем канале вакууматора; потоки расплава в сужающихся каналах дополнительно закручивают посредством перегородки, выполненной винтовой; осуществляют дополнительную интенсификацию массообмена за счет использования участка внутренней поверхности проточной камеры, расположенного в области буруна над выходом из всасывающего канала, и наибольшего размаха волновых колебаний уровня расплава в качестве средства для увеличения площади поверхности обработки расплава; средства для увеличения площади поверхности обработки расплава выполнены в виде кольцевых ребер и/или желобов, расположенных на боковой стенке проточной камеры, посредством которых из буруна и поверхностных волн улавливают часть расплава и распределяют по их поверхности с последующим сливом обработанного расплава в проточную ванну; площадь проходного сечения всасывающего канала на торце погружной части вакууматора составляет не менее 1,5 площади сливного канала, причем со стороны полости вакууматора соотношение этих площадей обратное; в металлургической емкости осуществляют расширение контура циркуляции за счет выполнения торца погружной части вакууматора ступенчатым с двухуровневым расположением всасывающего и сливного срезов циркуляционных каналов; в рабочем положении вакууматор ориентируют из условия расположения у стенки металлургической емкости центра сливного канала на нижнем срезе вакууматора, при этом прямая, соединяющая центры всасывающего и сливного каналов, пересекает ось металлургической емкости; при работе верхняя кромка перегородки должна быть расположена на глубине от поверхности расплава, составляющей 50-300 мм. In other embodiments, the flow of the gas-metal mixture into the flow bath is provided in a pulsating manner; the pulsating mode of side blowing is carried out in resonance with pressure pulsations in the narrowed part of the suction channel, while the pulsation duration is chosen equal to or a multiple of a quarter of the period of natural oscillations of the melt column in the suction channel of the vacuum chamber; the melt flows in the narrowing channels are additionally twisted by means of a screw made septum; carry out additional intensification of mass transfer by using a portion of the inner surface of the flow chamber located in the area of the breaker above the outlet of the suction channel and the largest range of wave fluctuations of the melt level as a means to increase the surface area of the melt processing; Means for increasing the surface area of the melt processing are made in the form of annular ribs and / or gutters located on the side wall of the flow chamber, by means of which part of the melt is captured from the sand and surface waves and distributed along their surface, followed by the discharge of the processed melt into the flow bath; the cross-sectional area of the suction channel at the end of the immersion part of the vacuum chamber is not less than 1.5 areas of the drain channel, and the ratio of these areas is opposite from the side of the vacuum chamber; in the metallurgical tank, the circulation loop is expanded by performing the end of the immersion part of the vacuum chamber in steps with a two-level arrangement of the suction and drain sections of the circulation channels; in the working position, the degasser is oriented based on the location of the center of the drain channel at the bottom section of the degasser at the metallurgical vessel wall, while the straight line connecting the centers of the suction and drain channels intersects the axis of the metallurgical vessel; during operation, the upper edge of the partition should be located at a depth from the melt surface of 50-300 mm.
Решение указанной задачи (в части устройства) обеспечено тем, что устройство для циркуляционного вакуумирования, содержащее металлургическую емкость и вакууматор в виде футерованной камеры с проточной ванной и циркуляционными входным и выходным каналами, а также средствами для продувки расплава согласно изобретению погружная часть вакууматора выполнена с конусной внутренней поверхностью, образованной поверхностью усеченного конуса, меньшее основание которого расположено на нижнем срезе вакууматора, при этом всасывающий и сливной циркуляционные каналы образованы за счет продольной наклонной перегородки, закрепленной на конусной поверхности погружной части вакууматора и выполнены регулярно сужающимися в направлении от входа к выходу. The solution of this problem (in terms of the device) is ensured by the fact that the device for circulating evacuation, containing a metallurgical tank and a vacuum chamber in the form of a lined chamber with a flowing bath and circulating inlet and outlet channels, as well as means for blowing the melt according to the invention, the immersion part of the vacuum chamber is made with a cone the inner surface formed by the surface of the truncated cone, the smaller base of which is located on the lower edge of the vacuum, while the suction and drain the circulation channels are formed by a longitudinal inclined partition mounted on the conical surface of the immersion part of the vacuum chamber and are regularly tapering in the direction from the entrance to the exit.
В вариантах выполнения устройства угол наклона перегородки к оси вакууматора составляет 13-21o; проходное сечение в нижнем срезе погружной части вакууматора выполнено в виде эллипса, при этом перегородка расположена параллельно короткому диаметру этого эллипса; перегородка выполнена винтовой; нижний срез погружной части вакууматора выполнен фасонным в виде одностороннего или двустороннего скоса с вершиной скоса, расположенной на нижнем торце перегородки, и углом скоса, составляющим не более 45o; нижний срез циркуляционного патрубка выполнен двухступенчатым с косым срезом ступеней, разделенных по торцевой поверхности перегородки, причем всасывающий срез расположен выше сливного, а скос ступеней выполнен противоположным и составляет не более 45o; на боковой поверхности проточной камеры выполнены кольцевые ребра и/или желоба.In embodiments of the device, the angle of inclination of the partition to the axis of the vacuum chamber is 13-21 o ; the cross section in the lower section of the immersion part of the vacuum chamber is made in the form of an ellipse, while the partition is parallel to the short diameter of this ellipse; the partition is made screw; the lower cut of the immersion part of the vacuum chamber is made shaped in the form of a one-sided or two-sided bevel with a top of the bevel located on the lower end of the partition, and a bevel angle of not more than 45 o ; the lower cut of the circulation pipe is made two-stage with an oblique cut of the steps divided by the end surface of the partition, the suction cut is located above the drain, and the bevel of the steps is opposite and is not more than 45 o ; annular ribs and / or troughs are made on the lateral surface of the flow chamber.
Предложенное изобретение позволяет повысить скорость обработки расплава за счет турбулизации расплава в проточной ванне и снижения влияния "активного" слоя на скорость протекания массообмена. Кроме того, в проточной ванне, в области излива газометаллической смеси развивается пульсирующий бурун, индуцирующий возникновение поверхностных волн, в результате интерференции которых формируется волновая поверхность расплава. Это, а также захват ловушками части расплава из волн и буруна позволяет значительно увеличить площадь обработки расплава в проточной ванне вакууматора. Дополнительно повышение скорости выходного циркуляционного потока увеличивает дальнобойность его струи и повышает скорость гомогенизации расплава в металлургической емкости. The proposed invention allows to increase the speed of processing the melt due to turbulization of the melt in the flow bath and reduce the influence of the "active" layer on the rate of mass transfer. In addition, in a flowing bath, in the area of the outflow of a gas-metal mixture, a pulsating breaker develops, inducing the appearance of surface waves, as a result of the interference of which a wave surface of the melt is formed. This, as well as the capture by traps of a part of the melt from the waves and the breaker, can significantly increase the area of melt processing in the flow tank of the vacuum vessel. Additionally, increasing the speed of the output circulation stream increases the range of its stream and increases the rate of homogenization of the melt in the metallurgical tank.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез вакууматора (общий вид); на фиг.2- сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - схематично показан продольный разрез общего вида рабочего положения вакууматора; на фиг.4 (а и б) - сечение В-В фиг.1 (варианты выполнения); на фиг.5 - схематично показан циркуляционный контур; на фиг.6 (г и д) - схематично показана проточная камера с вариантами выполнения ловушек; на фиг.7, 8, 9 - варианты выполнения нижнего среза футерованного патрубка. The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a longitudinal section of a vacuum degasser (general view); figure 2 is a section aa of figure 1; figure 3 - schematically shows a longitudinal section of a General view of the working position of the vacuum; figure 4 (a and b) is a section bb In figure 1 (options); figure 5 - schematically shows the circulation circuit; Fig.6 (g and d) - schematically shows a flow chamber with options for performing traps; 7, 8, 9 - embodiments of the lower cut of the lined pipe.
Пример реализации предложенного способа приводится при описании работы предложенного устройства. An example of the implementation of the proposed method is given when describing the operation of the proposed device.
Устройство, реализующее предложенный способ, включают металлургическую емкость 1, вакууматор 2, погружная часть которого выполнена в виде съемного футерованного патрубка 3. Внутренняя поверхность патрубка 3 выполнена конической в виде усеченного конуса, с меньшим основанием расположенным на нижнем срезе. Проходное сечение в нижнем срезе патрубка 3 выполнено эллиптическим. Высота конической части внутренней поверхности съемного патрубка составляет 0,9-1,1 большого диаметра эллипса в нижнем срезе проходного сечения. В патрубке 3 установлена продольная перегородка 4, примыкающая к его внутренней поверхности и наклонная к оси патрубка под углом φ=13-21o. Перегородка 4 образует с внутренней поверхностью патрубка 3 всасывающий 5 и сливной 6 каналы с переменным проходным сечением, уменьшающимся от входа к выходу из этих каналов. Предпочтительно, чтобы перегородка была расположена параллельно короткому диаметру эллипса в проходном сечении нижнего среза съемного патрубка 3. Всасывающий 5 и сливной 6 каналы сообщены с проточной камерой 7, выполненной в патрубке 3.A device that implements the proposed method includes a
В вариантах выполнения, см. фиг.4, перегородка 4 выполнена винтовой, при этом возможны два варианта ее выполнения. В первом варианте (фиг.4а) винтовая поверхность перегородки образована относительным противоположным поворотом на угол (в плане) около 45o верхнего и нижнего оснований перегородки вокруг ее продольной оси. Во втором варианте, см. фиг.4б, - верхнее основание повернуто на тот же угол, но одно из оснований перегородки повернуто вокруг ее продольного ребра.In embodiments, see figure 4, the
Нижний срез патрубка 3 может быть выполнен фасонным, с односторонним или двусторонним скосом с вершиной скоса, расположенной на нижнем торце перегородки, и углом скоса, составляющим не более 45o, см. фиг.7, 8, или двухступенчатым с косым срезом ступеней, разделенных по поверхности перегородки, см. фиг. 9, причем всасывающий срез должен быть расположен выше сливного, а скос ступеней составляет не более 45o и выполнен противоположным. В другом варианте стенка проточной камеры 7 выполнена с наклонными ребрами 8 и/или желобами 9.The lower cut of the
Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.
В рабочем положении вакууматора его погружная часть опущена в ковш с металлом. При подаче во всасывающий канал 5 продувочного(инертного) газа образуется газометаллическая смесь с пониженной плотностью, которая поднимается по всасывающему каналу 5 и поступает в проточную ванну 7. Во всасывающем канале 5 газометаллическая смесь образуется как за счет поступления в расплав продувочного газа, так и за счет зарождения пузырьков в объеме расплава из-за понижения давления над расплавом. В проточной ванне 7 смесь освобождается от газа и металл под действием веса стекает обратно в ковш по сливному каналу 6. Этим обеспечивается создание контура циркуляции расплава в ковше и вакууматоре. При этом регулярное сужение каналов 5 и 6 в направлении циркуляции потоков расплава приводит к непрерывному повышению скорости движения циркуляционных потоков в этих каналах. Увеличение размера газовых пузырьков по мере их всплытия в регулярно уменьшающемся объеме всасывающего канала 5 приводит к возникновению микроциркуляций расплава из-за вытеснения из межпузырькового пространства микрообъемов расплава укрупняющимися газовыми пузырьками. В результате поток газометаллической смеси структурируется с возникновением слоистой структуры потока с чередующимися слоями большей и меньшей газонасыщенности расплава. Это приводит к возникновению пульсаций давления на выходе из всасывающего канала 5 и формированию в проточной камере 7 над выходом из канала 5 пульсирующего буруна, размеры которого изменяются с частотой пульсаций. В свою очередь, пульсации буруна индуцируют развитие волн на поверхности расплава в проточной ванне. В связи с тем, что пульсации давления во всасывающем канале 5 имеют автоколебательный характер, энергетически выгодно осуществлять боковую продувку расплава в пульсирующем режиме и в резонансе с колебаниями давления в канале 5. Для обеспечения условий резонанса длительность пульсаций должна быть равной или кратной четверти периода собственных колебаний столба расплава в канале 5. При комбинированной продувке расплава (через днище ковша и через стенку канала 5) также целесообразно вести боковую продувку в пульсирующем режиме. Ловушки в виде ряда ребер 8 или желобов 9 на боковой поверхности проточной ванны 7, выполненных по ее высоте в области волновых колебаний уровня расплава, предназначены для улавливания из буруна и гребней волн части обрабатываемого расплава, который затем стекает в капельном, пленочном и/ или струйном режиме обратно в проточную ванну 7. Это, а также волновой характер поверхности значительно повышает площадь и качество обработки расплава. In the operating position of the degasser, its submersible part is lowered into the bucket with metal. When purge (inert) gas is supplied to the
Выполнение циркуляционных каналов 5 и 6 в виде каналов, образованных между перегородкой 4 и поверхностью нижней части футерованного патрубка 3, позволяет получить максимально возможную площадь проходных сечений этих каналов и снизить вес патрубка 3. Выполнение сечения в нижней части футерованного патрубка 3 эллиптическим и расположение перегородки 4 параллельно короткому диаметру этого эллипса позволяет оптимизировать ширину перегородки 4 при минимальных гидравлических сопротивлениях в циркуляционных каналах 5 и 6. Соотношение площадей проходных сечений на торце погружной части вакууматора всасывающего (Sвс.) и сливного каналов (Sсл.), соответственно 5 и 6, Sвс.≥1,58 Sсл. определяется необходимостью обеспечения расширения зоны всасывания расплава в канал 5 и повышения кинетической энергии струи расплава на выходе из сливного канала 6. Указанное соотношение площадей также определяет диапазон углов наклона перегородки к оси вакууматора, которое составляет 13-21o. Меньшее или большее значение этих параметров - нецелесообразны, поскольку или затрудняется продувка и снижается скорость гомогенизации расплава, или значительно повышаются гидравлические сопротивления в вакууматоре.The implementation of the
Выполнение (в вариантах) перегородки 4 с винтовой закруткой позволяет с одной стороны, повысить время контакта продувочного газа с расплавом металла во всасывающем канале 5 и увеличить время прохождения расплавом зоны зарождения пузырьков, а с другой - и сообщить восходящим и нисходящим потокам в каналах 5 и 6 дополнительный вращательный импульс, что повышает их кинетическую энергию. Это позволяет улучшить турбулентное перемешивание расплава в проточной ванне 7 и снизить время гомогенизации расплава в металлургической емкости 1. Следует отметить, что по мере ускорения восходящего циркуляционного потока в канале 5 давление в нем падает, что способствует зарождению газовой фазы и повышению эффективности обработки. The implementation (in options) of the
Выполнение нижнего среза погружной части вакууматора в виде одностороннего 10 или двустороннего 11 скоса с углом, составляющим не более 45o, и расположение вершины скоса на нижнем торце перегородки обеспечивает расширение (по высоте скосов) влияния зон всасывания и излива вакууматора на расплав в металлургической емкости.The implementation of the lower cut of the immersion part of the vacuum chamber in the form of a one-sided 10 or two-sided 11 bevels with an angle of not more than 45 o , and the location of the bevel top on the lower end of the partition provides a widening (in terms of the height of the bevels) of the influence of the suction and outflow zones of the vacuum chamber on the melt in the metallurgical tank.
Выполнение нижнего среза погружной части вакууматора двухступенчатым с косым срезом ступеней 13 и 14, разделенных поверхностью перегородки, позволяет рационально организовать распределение циркуляционных потоков в металлургической емкости, при этом всасывание расплава осуществляется с верхнего уровня металлургической емкости, а слив осуществляется на нижние уровни. Кроме того, косые, противоположно направленные срезы на торце футерованного патрубка 3 в области всасывающего и сливного каналов 5 и 6 позволяют, с одной стороны - расширить зону всасывания, а с другой - расширить область воздействия на расплав в металлургической емкости струи обработанного расплава, истекающей из вакууматора за счет ее частичного разворота в направлении наклона косого среза. Performing the lower cut of the immersion part of the vacuum chamber with two stages with an oblique cut of
Целесообразно, чтобы в рабочем положении вакууматор был ориентирован таким образом, чтобы любая прямая, соединяющая центры всасывающего и сливного каналов пересекала ось металлургической емкости, а сливной канал располагался у ее стенки. Такое положение вакууматора при работе позволяет снизить вероятность образования застойных зон в металлургической емкости. Кроме того, целесообразно, чтобы при работе верхняя кромка перегородки была расположена на глубине от поверхности расплава, составляющей 50-300 мм. При меньшем или большем значении этого параметра эффективность обработки расплава резко снижается из-за нарушения циркуляции. It is advisable that in the working position the vacuum device be oriented so that any straight line connecting the centers of the suction and drain channels intersects the axis of the metallurgical tank, and the drain channel is located near its wall. This position of the vacuum device during operation reduces the likelihood of stagnant zones in the metallurgical tank. In addition, it is advisable that during operation the upper edge of the partition was located at a depth from the surface of the melt, component 50-300 mm With a smaller or larger value of this parameter, the efficiency of melt processing decreases sharply due to disturbance of circulation.
Предложенное изобретение, не усложняя существующую технологию, позволяет повысить эффективность вакуумной обработки и повышает качество металла. The proposed invention, without complicating the existing technology, improves the efficiency of vacuum processing and improves the quality of the metal.
Claims (20)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002125569A RU2212454C1 (en) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | Method and apparatus for vacuum processing of metal melt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002125569A RU2212454C1 (en) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | Method and apparatus for vacuum processing of metal melt |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2212454C1 true RU2212454C1 (en) | 2003-09-20 |
Family
ID=29777901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002125569A RU2212454C1 (en) | 2002-09-25 | 2002-09-25 | Method and apparatus for vacuum processing of metal melt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2212454C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD3997C2 (en) * | 2004-12-20 | 2010-07-31 | Edwards Limited | Apparatus and method of degassing a molten metal (variants) |
| RU2685620C2 (en) * | 2013-07-12 | 2019-04-22 | Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ | Device for lifting and lowering of ladle, installation with such device and method |
| RU2802928C1 (en) * | 2020-07-09 | 2023-09-05 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method for refining molten steel |
-
2002
- 2002-09-25 RU RU2002125569A patent/RU2212454C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПОВОЛОЦКИЙ А.Я. и др. Внепечная обработка стали. - М.: МИСиС, 1995, с.86-89. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD3997C2 (en) * | 2004-12-20 | 2010-07-31 | Edwards Limited | Apparatus and method of degassing a molten metal (variants) |
| RU2685620C2 (en) * | 2013-07-12 | 2019-04-22 | Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ | Device for lifting and lowering of ladle, installation with such device and method |
| RU2802928C1 (en) * | 2020-07-09 | 2023-09-05 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method for refining molten steel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4931091A (en) | Treatment of molten light metals and apparatus | |
| EP0900853B1 (en) | Rotary impeller for gas treatment of molten metals | |
| US5660614A (en) | Gas treatment of molten metals | |
| US5863314A (en) | Monolithic jet column reactor pump | |
| CA2090619A1 (en) | Aeration of liquids | |
| JP2593309B2 (en) | Flotation vessel for liquid | |
| RU2212454C1 (en) | Method and apparatus for vacuum processing of metal melt | |
| JP2006507918A (en) | Settling tank | |
| JP2010189705A (en) | Apparatus for refining molten steel | |
| JP2008127914A (en) | Bubbling preventing device | |
| ES2267057T3 (en) | SUBMERGED INPUT NOZZLE WITH DYNAMIC STABILIZATION. | |
| RU2046149C1 (en) | Method of vacuum refining of metal and apparatus for performing the same | |
| JP7230634B2 (en) | Swirling flow imparting device, tundish, steel continuous casting system, and steel continuous casting method | |
| JP6394980B2 (en) | Carrier input type sewage treatment equipment | |
| RU2156638C1 (en) | Liquid oil degassing method and device intended for its embodiment | |
| JP4000808B2 (en) | Method for refining molten metal | |
| JP2915631B2 (en) | Vacuum refining of molten steel in ladle | |
| JPH05263123A (en) | Continuous vacuum degassing apparatus | |
| KR840002175Y1 (en) | Apparatus for introducing gas into solution | |
| SU1096285A1 (en) | Apparatus for circulatory vacuum treatment of steel | |
| SU1070182A1 (en) | Apparatus for circulatory vacuum treatment of steel | |
| RU15990U1 (en) | SANDSTONE | |
| RU2166985C1 (en) | Apparatus for dissolution of metallic copper in sulfuric acid solutions | |
| RU15723U1 (en) | Flotator | |
| CA1093978A (en) | Gas liquid separator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110926 |