SU514022A1 - Устройство дл дроблени струи расплава сжатым газом - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к рафинированию металлов.

Известно устройство дл  дроблени  струи расплава, состо щее из корпуса с осевым отверстием дл  подачи расплава и р да соил.

Сжатый газ подаетс  через шесть-восемь отдельных цилиндрических сопл под углом к струе металла.

Недостатками известного устройства  вл ютс  сложность изготовлени , обусловленна  необходимостью точной центровки сопл по отношению к струе расплава - оси всех сопл дл  наилучшего распылени  должны точно сходитьс  в вершине конуса дроблени . Отклонение их от горизонтали или вертикали приводит к отклонению струи газа от струи расплава и, следовательно, снижает эффективность дроблени . Как показывает опыт, точна  центровка этих струй весьма затруднительна; соударение струй газа с расплавом носит локальный характер. Это приводит к неравномерному распыливанию струи расплава и уменьшению контактной поверхности между расплавом и газом. Последнее крайне важно в том случае, когда нар ду с дроблением расплава происходит взаимодействие его капель с газом, например, в процессе струйного рафинировани  чугуиа кислородом (воздухом ) или другим окислительным газом; при стационарной установке сопл невозможно ре2

гулировать сечение газовой струи при изменении сечени  струи расплава, особенно в том случае, когда вследствие увеличени , например , диаметра струи расплава необходимо (дл  сохранени  той же степени дроблени ) увеличить кинетическую энергию струи, завис щую от расхода газа, а следовательно, и от сечени  сопл; практически полна  невозможность изготовлени  сопл малого диаметра (менее 8-10 мм) в виде сопла Лавал , а отсюда невозможность получени  сверхкритических скоростей истечени  газа (свыше 330 м/сек) дл  наибольшей эффективности дроблени .

С целью увеличени  контактной поверхности между расплавом и газом в предлагаемом устройстве внутренн   поверхность корпуса выполнена конической и устройство снабжено

вкладышем в виде обратного усеченного конуса , установленным в корпусе так, что образует с ним кольцевую конусную щель с образующей , направленной под углом к вертикали. Щель может иметь в продольном сечении профиль сопла Лавал . Дл  регулировани  выходного сечени  щели вкладыш соединен с верхней частью корпуса резьбовым соединением . На чертеже представлено описываемое устройство в разрезе.

Оно состоит из корпуса 1, в нижней части которого выточена сквозна  конусна  лунка, и вкладыша 2, выполненного в виде обратного усеченного конуса. Конус и вкладыш в зависимости от условий работы могут быть как с охлаждением, так и без него. В центре вкладыша выполнено осевое отверстие дл  прохождени  струи расплава, в случае необходимости оно изолируетс  огнеупорной втулкой 3. В частном случае вкладыш может сочлен тьс  с верхней частью корпуса резьбовым соединением и по этому, заворачива  или напротив вывертыва  вкладыш, можно мен ть рассто ние между поверхност ми вкладыша и лунки. Пространство, ограниченное с одной стороны поверхностью лупки, с другой - поверхностью вкладыша, представл ет собой кольцевую конусную щель, образующа  которой направлена под углом 20-60° к вертикали . В зависимости от целей назначени  можно мен ть рассто ние между поверхност ми лунки и вкладыша по высоте щели, измен   кривизну поверхности лунки и вкладыша. В частности, дл  достижени , например, сверхкритических скоростей истечени  газа из щели , что весьма важно в р де случаев, например , дл  обеспечени  высоких скоростей обезуглероживани , кривизна поверхности лунки и вкладыша должна быть такой, чтобы продольное сечение щели представл ло из себ  профиль сонла Л авал . В простейшем случае, когда лунка и вкладыш конусные, а угол между образующими лунки и вкладыша с горизонталью одинаков, ширина продольного сечени  щели по всей ее высоте одна и та же.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый газ по подвод щим каналам, расположенным симметрично друг другу, поступает в кольцевую полость А и распростран етс  затем по кольцевой конусной щели АС. Вследствие этого исход щий из щели ноток газа (напоминающий в пространстве V-образиую фигуру вращени ) концентрируетс  в

точке D - точке встречи потока газа со струей расплава. Расплав подаетс  через осевое отверстие вкладыша.

Таким образом, в устройстве поток сжатого газа соприкасаетс  со струей металла не в отдельных точках, не локально, как это было в известном устройстве, а по всему диаметру струи расплава. Это в свою очередь приводит к равномерному дроблению струи

(увеличению числа капель одного и того же диаметра) и увеличению поверхности контакта расплава с газом. Указанное устройство просто в изготовлении из-за отсутстви  необходимости в прецизионном сверлении отверстий или в их вваривании и, кроме того, позвол ет мен ть расход сжатого газа, например, в зависимости от диаметра струи расплава путем перемещени  вкладыша. Описаппое устройство дл  дроблени  (и

одновременного рафинировани ) испытывалось на экспериментальной установке струйного рафинировани  и показало свою эффективность в работе.

Claims (3)

1.Устройство дл  дроблени  струи расплава сжатым газом, состо щее из корпуса с осевым отверстием дл  нодачи расплава и сопла дл  подвода газа, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  контактной поверхности между расплавом и газом, оно снабжено вкладышем в виде усеченного конуса, установленного в корпусе, с конической внутренней поверхностью, образу  с ним кольцевую конусную щель с образующей, направленной под углом к вертикали.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что кольцева  конусна  щель имеет в

продольном сечении профиль сопла Лавал .

3.Устройство по пп. 1, 2, отличающеес   тем, что, с целью регулировани  выходного сечеки  щели, вкладыщ соединен с верхней частью корпуса резьбовым соединением. /дд SoSa