SU1113420A1 - Вакуумный ковш дл забора и охлаждени металла или сплава - Google Patents

Abstract

1. ВАКУУМНЫЙ КОВШ ДЛЯ ЗАБОРА И ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА ИЛИ СПЛАВА, выполненный в виде герметичного-сосуда с крьппкой, содержащий изложницы и съемное заборное устройство, установленное наклонно, например сифон со .сливным носком, размещенньм в кармане , отличающийс  тем, что, с целью повышени  чистоты получаемого слитка, карман выполнен в ввде полого выступающего внутрь объема ковша цилиндра, открытый торец которого, направленный в сторону от зеркала металла, составл ет с вертикалью угла 3-8 и снабжен крышкой в виде стакана, имеющего возможность возвратно-поступательного движени .

Description

2. Ковш по п. 1, отличающ и и с   тем, что карман вьшолнен из материала, имеющего меньший коэффициент линейного расширени , чем материал закрывающей его крьшки .

Изобретение относитс  к цветной металлургии, в частности к вакуумным ковшам дл  забора расплава из печей и дальнейшего его слива в другие емкости или получени  слитков непосредственно в ковшах.

Известны вакуумные аппараты, содержашие герметичный корпус с установленной в нем одной или несколькими изложницами, подключаемый к системе вакуумировани  в момент забора металла. При создании перепада давлени  между печью, где находитс  расплав , и приемным вакуумным ковшом расплав начинает поступать в изложницу вакуумного ковша, заполн   ее.

Известен вакуумный ковш дл  забора алюмини  из электролизера, выполненный в виде сосуда с крышкой, герметично закрывающей его на врем  забора металла и снимаемой после наполнени  ковша. В крьш1ке сделана полость (выемка, карман), открыта  снизу и обращенна  открытой частью к зеркалу металла. В зт полость введен сливной конец сифона, жестко прикрепленного к крьш1ке. Така  конструкци  крьш1ки позвол ет использовать ее дл  несколько ковшей, заполн емых последовательно, и интенсифицировать процесс откачки металла из электролизера , но не дает возможности охладить металл в ковше без доступа l .

Известен также вакуумнь й аппарат дл  отливки слитков чистых металлов, получаемых в дуговой плазменной печи Аппарат содержит вакуумный ковш с изложницей. К 3тому ковшу подсоединен промежуточный герметичный ковш, крышка которого, выполненна  в виде гофрированной мембраны, охватывает сливной носок дуговой печи. После отсоса воздуха и заполнени  вакуумного и промежуточного ковшей инертным газом печь наклон ют и заполн ют металлом изложницу, при этом избыток

инертного газа удал ют через предохранительный клапан. В таком аппарате поступивший рафинированный металл не загр зн етс  кислородом и азотом

из воздуха, т.е. содержание газовых примесей сводитс  к минимуму 2 .

Недостатком данного аппарата  вл етс  приспособленность его к работе только со специальными печами, возможность поворота вокруг горизонтальной оси (наклона), а также невозможность отсоединени  аппарата от печи до полного застьшани  слитка без опасности его загр знени .

Наиболее близким по технической, сущности и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  вакуумный ковш дл  забора и охлаждени  металла или сплава, выполненный в виде герметичного сосуДа с крышкой, coдepжalЩiй изложницы и съемное заборное устройство , установленное наклонно, нйпример сифон со сливным носком, размещенным в кармане З .

Аппарат выполнен в виде герметичного цилиндрического сосуда с установленными в нем на поворотном круге изложницами, закрытого крьш1кой со смотровым окном дл  контрол  уровн 

заполнени  изложниц. На крышке смонтирован патрубок дл  ввода заборного устройства и предохранительный клапан . Заборное устройство выполнено

в виде сифона., на сливном конце которого имеетс  сливной носок. Опустив заборное устройство в электролизер и создава  разрежение в аппарате, засасывают металл и наполн ют изложницы , причем скорость заполнени  регулируют изменением величины остаточного давлени , а прекращают поступление металла через сифон в аппарат путем доведени  давлени  до атмосферного . Вынимают сифон из аппарата и

закрывают патрубок крьш1кой, при этом корпус частично заполн етс  воздухом

и гор чий металл насыщаетс  газовыми примес ми. Качество полученного в электролизере рафинированного высоко чистого металла или сплава в вакуумном аппарате снижаетс  и слиток полу чаетс  загр зненным кислородом и азо том, поскольку ввод и съем заборного устройства происходит с разгерметиза цией аппарата. Целью изобретени   вл етс  повыше ние чистоты получаемого слитка. Поставленна  цель достигаетс  тем что в вакуумном ковше дл  забора и охлатщени  металла или сплава, выпол ненном в виде герметичного сосуда с крьвпкой, содержащим изложницы и съем вое заборное устройство, установленное наклонно, например сифон со слив Hbw носком, размещенным в кармане, карман выполнен в виде полого выступающего внутрь объема ковша цилиндра открытый торец которого, направленный в сторону от зеркала металла, составл ет с вертикалью угол 3-8 и снабжен крьшкой в виде стакана, имею щего возможность возвратно-поступательного движени . Карман выполнен из материала, , имеющего меньший коэффициент линейного расширени , чем материал закрывающей его крышки. I Такое выполнение вакуумного аппарата , при Котором заборное устройство размещено в изолированном от аппа рата отсеке, позвол ет осуществл ть ввод и съем заборного устройства без разгерметизации всего аппарата. Расположение открытого торца кармана не параллельно зеркалу металла, а вбок от него, придание закрывающей его крьшке пространственной (коробча той) формы и отсутствие между ними прокладок обеспечивают снижение воздействи  теплового изпученн  гор чего металла, устранение короблени  и неравномерного прижати  крьпики к кар Miafty. Така  конструкци  позвол ет проводить процессы заливки и охлажде ни  металла или сплава в среде инерного газа, что улучшает услови  получени  слитка. Кроме того, обеспечи ваетс  техника безопасности работы обслуживающего персонала, поскольку при вводе и съеме заборного устройст ва инертный газ не выходит из аппара та.. На чертеже изображен вакуумный ковш, разрез. Вакуумный ковш содержит цилиндрический корпус 1, закрытый герметичной крьшкой 2, в которой смонтированы патрубок 3 с размещенным в его верхней части предохранительным клапаном 4 и вентили 5 и 6 дл  вакуУ1 й1ровани  и подачи инертного газа. В корпусе установлены на поворотном круге наложницы 7 (дл  упрощени  на чертеже показан ковш с одной изложницей ). К патрубку 3 жестко прикреплен карман 8 в виде отрезка цилиндрической трубы, вход щей во внутреннее пространство патрубка 3, причем ось кармана 8 установлена наклонно с подъемом вход щей в патрубок 3 части 9 кармана 8 под углом горизонтальной плоскости, при этом открытый торец 10 части 9 составит с вертикалью такой же угол. Со стороны открытого торца 10 карман 8 закрыт герметизирующей крышкой 1t, выполненной в виде стакана. Соединение между ними может быть выполнено известным способом, обеспечивающим ему герметичность и надежность в услови х вакуума и высоких температур, например шар по конусу , при этом крьш1ка 11 изготовлена из брлее м гкого материала, имеющего коэффициент линейного расширени  больший, чем у материала кармана 8. Крьш1ка 11 св зана через шток 12 с механизмом возвратно-поступательного движени , в данном случае с ручным приводом от руко тки 13. В карман 8 вставлен сливной конец 14 заборного устройства - сифона 15, сливной носок 16 которого размешен в полости крьоики 11. Сифон 15 жестко прикреплен к крышке 17, закрывающей карман 8 с наружной стороны герметично с помощью уплотнени  18 и прижима 19. Поскольку сливной конец 14 сифона размещен вдоль оси кармана 8, то он также имеет наклон к горизонтальной плоскости . Расположение открытого торца кармана не только вбок от зеркала металла , но и вверх от него, сводит к минимуму нежелательное тепловое воздействие на сопр гаемые поверхности кармана и крышки, обеспечива  герметичность вакуумного ковша при охлазвде- НИИ металла или сплава в нем. Выбор верхнего предела угла отклонени  торца от вертикали - 8 обусловлен тем, что при дальнейшем увеличении угла

увеличиваютс  только габариты (объем) ковша за счет увеличени  его высоты, но дополнительных преимуществ не наблюдаетс . Выбор нижнего предела 3 обусловлен тем, что наклонные под этим же углом к горизонтали ось кармаиа и соответственно сливной конец сифона обеспечивают полное удаление остатков металла из сифона после забора металла, исключающее попадание капель гор чего металла на сопр гаемые поверхности кармана и крьпики.

Вакуумный ковш работает следующим образом.

Ковш с установленными изложницами 7 и заборным устройством 15, герметично закрытый крышкой 2, подсоедин ют к системе вакуумировани  через вентиль 5 и к системе подачи инертного газа, преимущественно аргона, через вентиль 6, при этом предохранительный клапан 4 закрыт, а герметизирующа  крышка 11 герметично закрывает карман 8. Создают разрежение до 13,3 Па и заполн ют пространство ковша до избыточного давлени  50-100 гПа Всасывающий конец заборного устройства 15 опускают в электролизер, открывают крышку 1, перемеща  ее приводом до полного освобождени  сливного носка 16. Подаваемым в ковш аргоном продувают заборное устройство 15,вытесн   воздух из него в электролизер. После прекращени  подачи аргона создают разр жение и металл или сплав из ванны электролизера поступает в

изложницы 7, перемещаемые от сливного носка 16 по мере их заполнени , контроль уровн  сплава в изложнице осуществл ют автоматически с помощью датчика или визуально через смотровое окно (не показаны). Оставшийс  в сливном конце 14 заборного устройст ва 15 металл или сплав за счет наклона этого конца сливаетс  в электролизер , а подаваемым аргоном осушают сливной носок 16, чтобы не осталось гор чих капель металла. Крьш1ку 11 надевают на карман 8, перемеща  ее руко ткой 13, при этом из-за разнос5 ти коэффициентов линейного расширени  материалов, из которых выполнены карман 8 и крышка 11, при охлаждении добиваютс  более плотного герметичного соединени . Отключают ковш от

0 систем вакуумировани  и подачи аргона , производ т съем заборного устройства , открыв наружную крьшшу 17, при этом ковш не подвергаетс  разгерметизации . Вакуумный ковш в закрытом

5 состо нии охлаждают до полного остывани  и затем извлекают слиток высокочистого металла или сплава.

Получаемые в предложенном ковше слитки металла или сплава содержат

0 в 2-4 раза меньше кислорода и азота, чем слитки, получаемые в известных ковшах. Это делает их более технологичными при последующем переделе. Кроме того, достигаетс  улучшение

условий труда обслуживающего персонала .

Claims (2)

1. ВАКУУМНЫЙ КОВШ ДЛЯ ЗАБОРА И ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА ИЛИ СПЛАВА, выполненный в виде герметичного сосуда с крышкой, содержащий изложницы и съемное заборное устройство, установленное наклонно, например сифон со .сливным носком, размещенным в кармане, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты получаемого слитка, карман выполнен в виде полого выступающего внутрь объема ковша цилиндра, открытый торец которого, направленный в сторону от зеркала металла, составляет с вертикалью угла 3-8 и снабжен крышкой в виде стакана, имеющего возможность возвратно-поступательного движения.

2. Ковш по π. 1, отличающ и й с я тем, что карман выполнен из материала, имеющего меньший коэф фициент линейного расширения, чем материал закрывающей его крышки.