SU973632A1 - Устройство дл порционного вакуумированни расплавленного металла - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургическому оборудованию и может быть использовано в процессах вакуумного рафинировани , в частности дл  порционного вакуумировани  расплавленного металла. Известно устройство дл  вакуумировани  расплавленного металла, пред ставл ющее собой вакуумнуп камеру с откачиваклдей системой, включающей трубопроводы, фильтры, вакуумные насосы и устройства дл  измерени  количества компонентов отход щих газов , в частности оптико-акустический газоанализатор дл  определени  СО и COj. При вакуумировании расплавлен ного металла с помощью указанного устройства осуществл етс  контроль состава отход щих газов, которые откачиваютс  из магистрального трубопровода , насосом, обслуживающим газоанализатор .и, проход  через фильтры , поступают в газоанализатор. По содержанию окиси углерода в гаие суд т о степени дегазации расплавленно го металла и на основании этих данных осуществл ют упргшление процессом , например ввод т раскислители или прекращают вакуумирование 1. Недостатком данного устройства  вл етс  сложность конструкции, котора  определ етс , наличием сложной системы трубопроводов, фильтров, насосов и газоанализатора. Сложность конструкции, в частности больша  длина трубопроводов,служит причиной инерционности измерений, пор дка 10-15 с, что в значительной степени снижает эффективность управлени  процессом. на наличие фильтров запыленность газа остаетс  большой , что в сумме с повышенной температурой создает т желые услови  работы насоса, подающего газ к газоанализатору . Насос быстро изнашиваетс  и при давлении в магистральном трубопроводе менее 10 мм рт, ст. резко осложн етс  осуществление контрол  состав откачивающего газа, так как газоанализатор работает при атмосферном давлении, а изношенный насос подн ть давление разр женного газа до атмосферного не в состо нии. Кроме того, подсос атмосферного воздуха через соединени  в системе трубопроводов искажает точность измерени  содержани  компонентов газа, а следовательно и эффективность управлени  вакуумировани . Известно также устройство дл  вакуумироваии  расплавленного метал ла, включающее вакуумную камеру с откачивающей системой, содержащей трубопроводы, фильтры, вакуумные насосы, измеритель окислительного потенциала отход щих газов в виде электрохимической  чейки, помещенной в нагревательную камеру. При вакуумировании расплавленного металла с немощью данного устррйства газ, выдел ющийс  из расплавленного металла , отбираетс  из магистрального тру бопровода и с помощью насоса, обслу живлюгмего электоохимическую  чейку, прокачиваетс  через нагревательную камору, в которую  чейка помещена. По величине ЭДС, возникающей в цепи элGктpoxи шчecкoй  чейки, определ ют окислительный потенциал отход  щих газов, а по величине окислительного потенциала суд т о степени дега зации расплавленного металла и на ос новании этих данных подают раскислители , заканчивают вакуумирование и т.п., т.е. управл ют процессом. В данном устройстве за счет того, что электрохимическа   чейка может работать в среде с пониженным давлением достигаетс  возможность осуществлени  контрол  за ходом вакуумировани  при давлении в магистральном трубопроводе ниже 10 мм рт.ст., что  вл етс  основной рабочей областью процесса . Износ насоса не вли ет на работу электрохимической  чейки 2 . Однако данное устройство сложно по конструкции. Больша  длина трубопроводов вызывает большую инерцион ность измерений, а подсос атмосферного воздуха через соединени  трубопроводов снижает их точность, что делает недостаточно эффективным упра ление процессом вакуумировани . Данное устройство предназначено дл  ковшевого вакуумировани  расплавленного металла, что и определ ет конструкцию вакуумной камеры и- откачивающей системы. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  устройство дл  порционного вакуумировани  расплавленного металла, содержащее вакуумную камеру, откачивающую сиетему и измеритель окислитарьного потенциала отход щих Тазов в виде электрохимической  чейки. При вакуумировании расплавленного металла . с помощью данного устройства нижн   часть камеры погружаетс  в расплавленный металл, наход щийс  в ковше, и производитс  забор порции расплавленного металла в полости камеры. .Откачиваюца  система создает в полос ти камеры необходимое разр жение, при котором из расплавленного металл начинает выдел тьс , газ. Этот газ по трубопроводам через фильтры поступает к электрохимической  чейке, посредством которой измер етс  его окислительный потенциал, и по величине окислительного потенциала суд т о степени-дегазации расплавленного металла . При осуществлении вакуумировани  камера периодически опускаетс  , и поднимаетс  дл  выпуска обработанной и забора новой порции металла, при этом шарнирное соединение магистрального трубопровода с камерой обеспечивает посто нное сообщение откачивающей системы с полостью камеры 3. Недостатками устройства  вл ютс  наличие сложной системы трубопроводов , нагревательной камеры,(Необходимой дл  разогрева уже остывших газов до температуры, соответствующей рабочему инервалу температур электрохимической  чейки. Наличие фильтров и специального насоса дл  обеспечени  работы электрохимической  чейки, а также невозможность избежани  подсоса атмосферного воздуха через соединени  трубопроводов, и шарнирное соединение магистрального трубопровода откачивающей системы с вакуум- ной камеры, что снижает точность измерений окислительного потенциала отход щих газов. Кроме того, больша  длина трубопроводов служит причиной большой инерционности измерений. Невысока  точность и больша  инерционность измерений окислительного потенциала отход щих газов в значительной степени снижает эффективность управлени  процессом вакуумировани . Цель изобретени  - упрощение конструкции устройства, а также повьиаение эффективности управлени  процессом вакуумировани  за счет повышени  точности и снижени  инерционности измерений окислительного потенцигша отход щих газов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  порционного вакуумировани  расплавленного металла содержащем вакуумную камеру , откачивающую систему и измеритель окислительного потенциала отход щих газов в виде электрохимической  чейки, электрохимическа   чейка установлена в канале, выполненном в футеровке стенки вакуумной камеры , причем рабочий конец  чейки расположен в полости вакуумной камеры. Такое расположение  чейки значительно упрощает конструкцию устройства , так как из откачивающей системы исключаютс  имеющиес  в известном устройстве трубопроводы , отвод щие газ к электрохимической  чейке, фильтры и насос дл  закачки газа в нагревательную камеру с  чейкой. Исключаетс  и сама нагревательна  камера , так как надобность в дополнительном разогреве газа -и  чейки отпадает. Рабочий интервал температур , необходимый дл  нормального функционировани  электрохимической  чейки, обеспечиваетс  непосредственно газами, выдел ющимис  из металла.

Установка электрохимической  чейки , в канале, выполненном в футеровке стенки вакуумной камеры, обеспечивает надежное закрепление  чейки внутри камеры и защиту ее от брызг расплавленного металла, а расположение рабочего конца  чейки в полости вакуумной камеры обеспечивает свободный доступ к нему отход щих газов, т.е. надежную работу  чейки. За счет расположени  рабочего конца  чейки в полости вакуумной камеры достигаетс  еще одна цель - повыыение точности иймеренид окислительного потенциала отход щих газов, так как газы омывают рабочий конец  чейки сразу после выхода из расплавленного металла. Отсутствие.на пути исследуемых газов каких-либо соединений , полностью исключает возможность вли ни  на точность,измерений подсоса атмосферного воздуха.

Кроме того, расположение  чейки внутри камеры, а не в линии TpyiSoпроводов откачивающей системы как в известном устройстве,} значительно сокращает путь газов к электрохимической  чейке, а, следовательно, и врем , которое.проходит между выходом газа из металла и контактом его с рабочим концом  чейки, т.е. снижаетс  инерционнось «змерениП.

Повышение точности измерении и снижении их инерционности позвол ет одновременно получать точные данные об окислительном потенциале отход щих газов и в зависимости от его величины управл ть процессом вакуумировани , вводить необходимые раскиолители , продолх{ать или прекращать процесс. Своевременное проведение указанных операций улучшает качество металла, снижает энергозатраты и т.п, т.е. повьлиает эффективность управлени  процессом вакуумировани .

На фиг. 1 показана схема устройства дл  порционного вакуумировани  металла; на фиг. 2 - электрохимическа   чейка, служаща  в качестве измерител  окислительного потенциала отход щих газов.

Устройство дл  порционного вакууЮ1ровани  расплавленного металла состоит из вакуумной камеры 1, котора  посредством магистргшьного трубопровода 2 соединена с откачивающей системой (не показана), Заборный патру- . бок 3 вакуумной камег ы 1 погружен в расплавленный металл 4 ,наход щийс  в ковше 5. В канале б футеровки 7 вакуумной камеры 1 установлена электpoxи ичecкa   чейка 8, снабженна  защитным кожухом 9 с уплотнением 10 микрокомпрессором 11, прибором дл  измерени  температуры 12 и прибором дл  измерени  ЭДС 13.

При порционном вакуумировании

расплавленного металла с помощью предлагаемого устройства через заборный патрубок 3 вакуумной камеры 1 в полость вакуумной камер({ 1 поступает расплавленный металл 4. Через магистральный трубопровод 2 откачивают газы из полости вакуумной камеры 1, создава  разр жение пор дка 0,2 0 ,7 мм рт.ст. Металл 4 интенсивно кипит и выдел ющиес  из него газы

отмывают рабочий конец  чейки 8, расположенной в канале б футеровки 7 вакуумной камеры 1. При этом между электродами электрохимической ;гчейки 8 возникает ЭДС, котора  измер етс  прибором 13. По величине ЭДС суд т об окислительном потенциале отход щих газов, а по нему о степени дегезации расплавленного металла, наход щегос  в полости вакуумной камеры 1.

Длительность цикла вакуумировани  15-20 с. После окончани  цикла вакуумировани  производ т выпуск . обработанной и забор,новой порции металла 4, По величине ЭДС, определ емой по прибору 13, выбирают оптимальное врем  и необходимое количество раскислителей, которые нужно ввести в расплавленный меташл 4. Кроме того, по показани м прибора 13

определ ют момент окончани  процесса вакуумировани .

Вакуумирование всего металла 4, наход щегос  в ковше 5, производитс  за 15-20 мин, т.е. примерно.за

60 циклов.

Использование устройства позвол ет значительно упростить конструкцию существующего оборудовани , повысить точность и снизить инерционность измерений окислительного потенциала отход щих газов при порционном вакуумировании металла, а, следовательно , значительно снизить стоимость оборудовани , повысить точг- ность определени  момента завершени  процесса вакуумировани  и времени ввода раскислителей в обрабатываемый металл. Экономический эффект от использовани  изобретени  составл ет

27760 руб. в год.

Claims (3)

1. Сталь, 1974, 5, с. 429.

2.Закономерности взaи юдeйcтви  жидкого металла с гаэг1ми и шламами. Сборник. Институт метгшлургии им. А.А.Байкова.М.,Наука,197б с.31-33.

3.Разработка и внедрение быстрых методов определени  содержани  газов в стали. Отчет ЦЗЛ Магнитогорского металлургического комбината по теме .