SU964008A1 - Устройство дл непрерывной обработки потока жидкого металла - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области металлургии и литейного производства и может быть использовано при выплавке и переработке металлов и сплавов дуплекс-процессом.

Известна индукционна  плавильна  ,печь, содержаща  секцию с индуктором дл  плавлени  и загрузки шихты и секцию с индуктором дл  отвода жидкого металла, которые могут быть применены как печи непрерывного действи  дл  плавки черных и цветных металлов и сплавовС.

Ближайшим по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  обработки жидких металлов и сплавов реагентами, содержащее горизонтальный канал с индуктором и две вертикальные секции, обрс зующие камеры дл  загрузки реагентов, подачи и слива металла через летку, которое снабжено закрытой сводом камерой отделени  шлака от металла, соединенной с леткой слива металла сифоном и расположенной между каналом и леткой слива на одном уровне с верхним уровнем каналаt21.

В таком устройстве недостаточный перегрев обусловлен большими масса|ми .металла, непрерывно протекающего

вдоль канала, диаметр которого соразмерен с диаметре загрузочной камеры. При этом подводима  к индуктору мощность при выбранных средних частотах тока преобразовател  5002500 Гц выдел етс  в виде знергии рассеивани  индукционного тока, определ ющего нагрев расплава только В наружных сло х из-за поверхностно10 го вытеснени  тока, известного под названием Скин-эффекта. Это предопредел ет соответственно меньшую глубину проникновени  индуктированных токов в толщу металла дл  более высо15 ких частот. Известное устройство снабжено коротким индуктором, в котором возникают довольно слабые зоны выпучивани  электромагнитных полей На границах его катушки, обуславли20 вающих также развитие слабых потоков в расплаве. В результате интенсивность перемешивани  недостаточна дл  протекани  активного процесса перегрева и рафинировани .

25

Целью изобретени   вл етс  увеличение пропускной способности, обеспе ение максимального перегрева расп лава при одновременном достижении

30 Максимального его перемешивани . Поставленна  цель достигаетс  тем что в предложенном устройстве дл  непрерывной обработки потока жидкого металла при выплавке дуплекс-процессом , содержащем горизонтальный канал с индуктором и две вертикальные секции , образующие камеры дл  загрузки реагентов, подачи и слива метгшла и шлака соответственно, длина индукт ра, охватывающего горизонтально-проходной канал равна 5-8 диаметрам канала , причем горизонтальный канал выполнен в форме трубы-шаблона, уста новленной осесимметрично в индукторе а диаметр канала определ ют из соотношени  а,о(5о.зУЙ), где р - удельное сопротивление расплава, см. м/м / р. - магнитна  проницаемость жидкого металла, гн/м; - частота сети питани  индуктора , ГЦ. На чертеже изображено устройство, разрез.. Устройство включает средства пода чи жидкого металла 1 и реагентов 2 в вертикальную цилиндрическую секцию образующую загрузочную камеру 3, соединенную с горизонтальным каналом 4, снабженным индуктором 5, причем канал соединен также с 6 отделени  шлака от металла, а стенки канала и камер футерованы огнеупорной смесью и образуют конструктивно проточную индукционную печь дл  непрерывного пропускани  расплава металла и реагентов, активного их взаимодействи , выдержки, разделени  металла и шлака и слива годного металла. Индуктор подключен через со ласующий трансформатор 7 к преобразователю частоты 8, питающемус  от промышленной сети 380/220 В, частотой 50 Гц. : Горизонтальный канал имеет диаметр , строго определ емый размером выпускного отверсти  первичного агре гата. Только при соблюдении этого услови  достигаетс  согласование пропускной способности с максимально возможным расходом жидкого металла на сливе из первичного агрегата. При меньшем размере канала сливаемый из выпускного отверсти  поток жидког металла не успевает протекать через горизонтальный канал, заполн ет загр зочную камеру . перелива сь через кра , что приводит к нарушению рабочего процесса обработки. В другом случае при периодическом вы пуске поток металла из первичного аг регата будет некоторое врем  заполн ть горизонтальный канал, не да ,ва  выхода годному, и производительность установки не достигнет номинальной . Максимальный нагрер расплава имеет место, когда глубина проникновени  тока и распростран етс  на всю толщу расплава, т.е. d 2 (/ . Причем 6 наход т при заданной частоте источника тока из соотношени  , «/ 50, 3if/pi при условии известных значений удельного сопротивлени  о и магнитной проницаемости fj. дл  заданного сплава дл  известной температуры перегрева. Оптимальна  часто та источника тока обеспечени  максимального перемешивани  в первом приближении соответствует глубине проникновени , равной половине радиуса канала печи, т.е. d« 4.07СЛ. Максимальное двухконтурное движение расплава при перемешивании вызывает тепловое расширение в длинной гидродинамической трубе, соответствующей длине канала Ец 5....8. При такой длине пути интенсивность вихреобразующих сил в потоке при известной кинематической в зкости расплава максимальна. Таким образом максимальный нагрев расплава при максимальном его перемешивании имеет место при следующих, конструктивных соотношени х диаметра канала и длины индуктора: . к- 2 ие„ 5.. . 15...24сС. Устройство работает следующим образом . Непрерывно подают жидкий металл и реагенты в загрузочную камеру 3. Металл.-шлакоЬа  смесь зат гиваетс  в горизонтальный канал 4, где перегреваетс  с помощью индуктора 5, Причем диаметр канала дл  опытно-промышленной установки непрерывного действи , работающей в комплексе с вагранкой производительностью 5 т/ч, составл ет с1у 140 мм при активной длине индуктора „ 750 мм. Дл  приведённых конструктивных соотношений печи установлена оптимальна  частота 2400 Гц с регулированием в сторону уменьшени  на 30% от преобразовател  частоты типа СЧИ-100/2400. При помощи в индукторе 100 кВт был достигнут перегрев металла в среднем на 80-120°С. Обработка жидкого чугуна известково-глиноземным шлаком с помощью дозирующего устройства ввода реагента 15...20 кг на тонну чугуна позволила снизить содержание серы с 0,12 до 0,03% в течение 4-5 мин. За счет повышени  физико-механических свойств выплавл емого чугуна в 1,2-1,5 раз и увеличени  выхода годного чугуна на 10-15% ожидаемый экономический эффект от внедрени 

устройства составл ет по предварительному расчету 96 тыс. руб в год.

Claims (2)

1.Патент Франции I 2203495, кл. F 27 D 11/06, опублик. 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 523143, кл.-С 21 С 7/00, 1976 (прототип).