подводящий рукав для работающего по методу руршталь-гереус дегазирующего резервуара для металлургических расплавов

Формула изобретения

1. Подводящий рукав дегазирующего резервуара для вакуумирования металлургического расплава по RH-методу, содержащий распределенные по аксиальной длине подводящего рукава места подачи с трубчатыми продувателями для ввода инерного газа в подводящий рукав, отличающийся тем, что между местами подачи инертного газа предусмотрены отдельные участки с выполненными в форме канавок, проходящими снизу вверх в направлении продольной оси подводящего рукава и закрученными относительно продольной оси на угол проводящими элементами, которые входят в металлический расплав, при этом угол составляет от 20° до 45°.

2. Подводящий рукав по п.1, отличающийся тем, что проводящие элементы выполнены из огнеупорного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к подводящему рукаву для работающего по методу Руршталь-Гереус дегазирующего резервуара для металлургических расплавов.

При использовании метода Руршталь-Гереус (метода циркуляционного вакуумирования) жидкая сталь из литейного ковша с помощью подъемного газа, в частности аргона, который вводится через зеркало ванны жидкой стали в восходящую трубу, за счет увеличения его объема в восходящей трубе и далее за счет разности давлений между внешним давлением атмосферного воздуха и пониженным давлением в эвакуирующем резервуаре перемещается в восходящую трубу. Пузырьки аргона представляют собой ядра для образования окиси углерода, ускоряют дезоксидацию и сепарацию неметаллических частиц. Поданная в эвакуирующий резервуар сталь распыляется, вследствие чего происходит увеличение площади поверхности и, тем самым, хорошая дегазация.

Из ЕР 297850 А1 известно о возможности формирования по периферии подводящего рукава нескольких каналов, которые подразделяются на две группы, причем в одну группу каналов подается газ с высоким давлением, а в другую группу каналов подается газ с низким давлением. Таким образом, подводимые газовые потоки должны проникать в проведенный через рукав металлический расплав на различную глубину и должны способствовать равномерной газации металлического расплава через поперечное сечение рукава.

Из литературы: Modeling of Two-Phase in RH Vacuum Degassing Vessel with the Effect of the Rotation Magnetic Field, AISTech 2004 Proceedings, Volume 1, pp. 1125-1133; Baokuan Li et al. (PRC) известно о воздействии на поток со стороны магнитного поля.

Данное решение в отношении магнитно-гидродинамического воздействия на поток расплава предусматривает наличие конструктивного элемента с водяным охлаждением под днищем резервуара, работающего по методу Руршталь-Гереус. Такая конструкция слишком велика для технического использования. Кроме того, водяное охлаждение представляет собой риск с точки зрения безопасности.

Задачей изобретения является улучшение гидравлических условий внутри подводящего рукава.

Эта задача решается в соответствии с изобретением посредством подводящего рукава для работающего по методу Руршталь-Гереус дегазирующего резервуара для металлургических расплавов, отличающегося тем,

что с распределением по аксиальной длине подводящего рукава предусмотрены трубчатые продуватели, через которые инертный газ может вводиться в подводящий рукав и

что против течения в этих трубчатых продувателях предусмотрены, соответственно, выполненные в форме канавок проводящие элементы, которые входят в расплав.

Основная идея изобретения состоит, таким образом, в реализации пассивного проведения потока в подводящем рукаве устройства, работающего по методу Руршталь-Гереус.

Благодаря использованию предлагаемого изобретения в подающем рукаве устройства, работающего по методу Руршталь-Гереус, поднимающийся расплав и эмульгированные пузырьки инертного газа гомогенизируются за счет пассивного проведения потока.

Пассивное воздействие потока отличается от активного воздействия потока (к примеру, накачивания газом) посредством того, что первичная среда подвергается исключительно воздействию формообразующих мероприятий.

Этой цели добиваются посредством специального формообразования огнеупорной кладки в аксиальном направлении подводящего рукава. Кладка в направлении с подводящей стороны - то есть снизу вверх - осуществляется посредством нескольких, закрученных на определенный угол и входящих в расплав, выполненных в форме канавок, проводящих элементов. Эти проводящие элементы восходят до подводящего рукава и индуцируют завихрение в поднимающейся многофазовой смеси из расплава и пузырьков газа.

Вследствие этого пузырьки газа отводятся от огнеупорной кладки в направлении оси подводящего рукава. Происходит выравнивание характерного профиля потока. Этот процесс связан с интенсивным перемешиванием в подводящем рукаве.

Между местами подачи инертного газа (трубчатыми продувателями) устанавливаются закрученные проводящие элементы из огнеупорного материала. Количество проводящих элементов ориентировано на количество трубчатых продувателей.

Проводящие элементы с толщиной D, глубиной Т и радиусом R снизу вверх, то есть в направлении продольной оси рукава, закручены на угол . В предпочтительном варианте порядок величин для такого угла составляет от 20 до 45°.

В результате поднимающиеся между проводящими элементами пузырьки газа принуждаются к движению спиралеобразной формы, которое приводит, в целом, к выравниванию радиального профиля потока.

Вследствие индуцированного вихреобразования пузырьки газа поднимаются теперь не только вблизи стенок, но и в значительной степени в центре подводящего рукава.

Вследствие этого уменьшается известное до настоящего времени возвышение расплава над подводящим рукавом в резервуаре, работающем по методу Руршталь-Гереус. Сэкономленная вследствие этого потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. Вследствие этого может быть сокращено время обработки расплава или уменьшена продолжительность рабочего цикла. Кроме того, может быть уменьшена конструктивная высота резервуара, работающего по методу Руршталь-Гереус.

Преимущество изобретения состоит, таким образом, в том, что время обработки расплава или продолжительность рабочего цикла в устройстве, работающем по методу Руршталь-Гереус, вследствие улучшенной гомогенизации многофазовой смеси из расплава и пузырьков газа могут быть сокращены. Могли бы использоваться большие объемы газа, вследствие чего могла бы быть улучшена кинетика металлургического процесса. Следовательно, увеличилась бы производительность устройства, работающего по методу Руршталь-Гереус.

Изобретение должно быть пояснено далее на основании чертежей, на которых представлено:

фиг.1 - в перспективном изображении снабженный проводящими элементами участок подводящего рукава,

фиг.2 - соответствующее поперечное сечение.

Можно видеть, что проводящие элементы с толщиной D, глубиной Т и радиусом R в направлении продольной оси рукава закручены, и притом на угол .