Изобретение относитс к внепечной вакуумной обработке жидкого мета ла. . Известно устройство дл циркул ци ного вакуумироваки стали в ковше, включающее вакуумную камеру, всасывающий и сливной метаплопроводы цилиндрической формы, на всасывающем металлопроводе имеетс узел ввода транспортирующего газа. С целью увел чени энергии перемешивани мета.пла в ковше соотношение сечений всасывающего металлопровода и сливного принимают больше 1 1. Однако, уменьшение сечени сливно го рукава приводит к увеличению его гидравлического сопротивлени , паде нию общей скорости циркул ции металла .и, в конечном итоге, к уменьшению эффективности вакуумировани . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению вл етс ус ройство дл циркул ционного ваккумировани , в котором циркул ци металла через вакуумную камеру осуществл етс с помощью индукторов, установленных на метсшлопроводах, С целью управлени конструкцией и повыиени надежности устройства всасываюций металлопровод выполнен расшир ющимс , а сливной - сужающимс в сторону вакуумной камеры 2. Однако, это устройство не обеспечивает высокой энергии перемешивани металла в ковше, котора определ етс кинетической энергией струи металла в сливном металпрпроводе, равной . М , кин г где плотность жидкости, S - сечение трубопровода, V -линейна скорость жидкости. в известном устройстве сливной металлопровод выполнен расшир ющимс в сторону ковша сжидким металлом, следовательно, скорость металла у нижнего среза металлопровода будет меньше , чем у .верхнего, пропорционально увеличению его сечени , так как в приведенное вьапе уравнение скорость входит во второй степени, а сечение металлопровода в первой, величина кинетической энергии будет ниже, следовательно , энерги перемешивани будет невысокой, и потребуетс много времени дл полного Перемешивани меалла в ковше. Цель изобретени - обеспечение высокой энергии перемешивани металла в ковше и интенсификаци процесса, вакууьтровани за счет гарантированного получени высокой линейной скорости металла в сливном металлопрб воде . Указанна цель достигаетс тем, чт сливной металлопровод устройства дл циркул ционного вакуумировани стали выполнен в форме двух сопр женных усе ченных Конусов, причем входной и выходной диаметры сливного металлопровода равны диаметру всасывающего металлопровода , а сопр жение, диаметром 0,5-0,9 от этой величины, расположено в нижней части сливного металлопровода на высоте, составл ющей 0,2-0,4 его длины. Верхн сужающа с часть сливного металлопровода служит дл ускорени струи металла.В то же врем известно что при выходе струи жидкости из цилиндрического или сужающегос насадк скорость ее падает,; встреча сопро тивление среды, пропорционально окоростному напору. Дл уменьшени сопротивлени среды за счет лучшей организации струи примен ют на выходе ее расшир ющиес насадки, в дан ном устройстве роль расщир ющегос насадка выполн ет нижн часть сливного металлопровода. Значени диаметра суженной части и ее высоты над нижним срезом металлопровода выбраны в зависимости размера всасывающего металлопровода, массы обрабатьлваемого металла, требуемой мощности перемеишвани металла в ковше и его длительности. Дл лучшей организации гидродинамики потоков металла через вакуумную камеру в начальный период вакуумировани ,уд ства в проведении Ремонтных работ ус ройства входные и выходные диаметры обоих металлопроводов принимгиотс ра ными. При обработке стали в ковшах малой емкости (20-50 т) и малом диаметре всасывающего металлопровода (150-250 мм) соотношение диаметра суженной части сливного Мёталлойровода и диаметра всасывающего металло тфовода принимают ближе к верхнему пределу 0,8-0,9 и располагают суженную часть на более низком горизонте соотношение уровн суженной части сливного металлопровода и его длины 0,2. С увеличением диаметра всасывающего металлопровода до 300-330 мм примен емого на устройствах обработки стали в ковшах емкостью 10 более тонн, указанные соотношени ринимают соответст зенно 0,5-0,7 и ,4. Выбор соотношени диаметров уженной части и всасывающего металопровода за пределами указанного нецелесообразен, так как если оно енее 0,5, резко возрастает гидравическое сопротивление металлопровода , а при более 0,9 малоэффективно. Соотношение уровн расположени суженной части сливного металлопровода и его длины менее 0,2 и более 0,4 также нецелесообразно, так как при этом не будет выполн тьс условие сохранени достигнутой скорости струи металла.На чертеже изображено предложенное устройство, состо щее из вакуумной камеры 1, всасывающего металлопровода 2 с узлом 3 ввода транспортирующего газа и сливного металлопровода , состо щего из верхнего сужающегос конуса.4 и нижнего расшир ющегос конуса 5. Устройство работает следующим образом . Устройство размещаетс над ковшом 6 с жидким металлом таким образом, чтобы концы металлопроводов погрузились в металл на 150-200 мм. В вакуумной камере 1 создают разрежение, вследствие чего М1эталл по металлопроводам поднйма етс на барометрическую высоту. В это врем через узел 3 подают транпортирующий газ, в результате чего металл из ковша 6 по всасывающему металлопроводу 2 поступает в вакуумную камеру 1, где дегазируетс и по сливному металлопроводу поступает обратно в ковш б, т.е. создаетс циркул ци металла через вакуумную камеру. Проход по суживающемус конусу 4 сливного металлопровода стру металла приобретает необходимую скорость, котора благодар расшир ющейс части конуса 5 сливного металлопровода сохран етс , создава высокую кинетичес- кую энергию струи, большую мощность перемешивани металла в ковше, в результате чего достигаетс быстрое усреднение металла в ковше 6. Устройство опробовано на гидравлической модели. В качестве рабочей жидкости был выбран водный раствор поваренной соли. Скорость струи жидкости в сливном рукаве и врем усреднени жидкости в ковше определ ли с помощью солемеров . Результаты экспериментов представлены таблице.The invention relates to the extra-furnace vacuum treatment of liquid metal. . A device for circulating vacuuming steel in a ladle is known, which includes a vacuum chamber, a cylindrical shaped suction and drain metaploprovods, and there is a transporting gas injection unit on the suction metal conduit. In order to increase the mixing energy of the metaplate in the ladle, the ratio of the cross sections of the suction metal and drain pipes takes more than 1 1. However, a decrease in the cross section of the drain hose leads to an increase in its hydraulic resistance, a decrease in the overall circulation rate of the metal .and, finally, to reduce the effectiveness of the evacuation. The closest in technical essence and the achieved effect to the described invention is a circulating vacuum system, in which metal is circulated through a vacuum chamber through inducers installed on the pipelines. In order to control the design and increase the reliability of the suction device, the metal pipe is expanded the drain and narrowing towards the vacuum chamber 2. However, this device does not provide a high mixing energy of the metal in the ladle, which determined by the kinetic energy of the metal jet in the drain metal wire, equal to. M, kin g where the density of the fluid, S - the cross section of the pipeline, V-linear velocity of the fluid. In the known device, the drain metal pipeline is made of a liquid metal expanding towards the bucket, therefore, the metal speed at the lower section of the metal pipe will be less than that of the upper one, proportional to the increase in its cross section, since in the above equation the velocity enters into the second degree, and the metal pipe section in the first, the kinetic energy will be lower, therefore, the mixing energy will be low, and it will take a long time to completely mix the metal in the ladle. The purpose of the invention is to provide high energy of mixing of the metal in the ladle and intensify the process, vacuuming due to the guaranteed production of high linear velocity of the metal in the drain metal pipe. This goal is achieved by the fact that the drain metal pipe of the device for the circulation vacuum degassing of steel is made in the form of two adjoining truncated Cones, and the input and output diameters of the drain metal pipe are equal to the diameter of the suction metal pipe, and the conjugation, 0.5-0.9 in diameter from this size, located in the lower part of the drain metal pipe at a height of 0.2-0.4 of its length. The upper constricting part of the drain metal pipe serves to accelerate the metal jet. At the same time, it is known that when the liquid jet exits the cylindrical or narrowing nozzle, its speed decreases; meeting the resistance of the environment in proportion to the flow pressure. To reduce the resistance of the medium due to the better organization of the jet, its expanding nozzles are used at the exit; in this device, the lower part of the drain metal conduit plays the role of an expanding nozzle. The values of the diameter of the tapered part and its height above the lower section of the metal conductor are chosen depending on the size of the suction metal conduit, the mass of the metal to be processed, the required power of stirring the metal in the ladle and its duration. In order to better organize the hydrodynamics of metal fluxes through the vacuum chamber during the initial period of evacuation, there is an opportunity to carry out the repair work on the device, the input and output diameters of both metal pipes are acceptable. When processing steel in small-capacity ladles (20-50 tons) and small diameter of the suction metal pipe (150-250 mm), the ratio of the diameter of the narrowed part of the drain metal mesh and the diameter of the suction metal is taken closer to the upper limit of 0.8-0.9 and the narrowed the part on the lower horizon is the ratio of the level of the narrowed part of the drain metal pipe and its length 0.2. With an increase in the diameter of the suction metal pipe up to 300–330 mm used on steel processing devices in buckets with a capacity of 10 tons, these ratios accept 0.5–0.7 and 4, respectively. The choice of the ratio of the diameters of the end part and the suction metal pipe outside the specified limits is impractical, since if it is less than 0.5, the hydraulic resistance of the metal pipe increases dramatically, and with more than 0.9 it is ineffective. The ratio of the level of the narrowed part of the drain metal pipe and its length less than 0.2 and more than 0.4 is also impractical because it will not fulfill the condition of maintaining the achieved speed of the metal jet. The drawing shows the proposed device, consisting of a vacuum chamber 1, a suction metal conduit 2 with a transport gas inlet unit 3 and a drain metal conduit consisting of an upper converging cone. 4 and a lower expanding cone 5. The device operates as follows. The device is placed above the bucket 6 with the liquid metal in such a way that the ends of the metal pipes are immersed in the metal by 150-200 mm. A vacuum is created in the vacuum chamber 1, as a result of which the metal is lifted to the barometric height through metal lines. At this time, a transporting gas is supplied through the node 3, with the result that the metal from the bucket 6 enters the vacuum chamber 1 through the suction metal conduit 2, where it is degassed and flows back to the bucket b, i.e. metal circulation is created through the vacuum chamber. Passing through the tapering cone 4 of the drain metal pipe the metal stream acquires the necessary speed, which due to the expanding part of the cone 5 of the drain metal pipe is retained, creating a high kinetic energy of the jet, a high mixing power of the metal in the ladle, resulting in a rapid averaging of the metal in the bucket 6 The device was tested on a hydraulic model. An aqueous solution of sodium chloride was chosen as the working fluid. The speed of the fluid jet in the drain hose and the time of fluid averaging in the ladle were determined using salimeters. The results of the experiments are presented in table.
66