RU2020159C1 - Устройство для обработки металлических расплавов - Google Patents
Устройство для обработки металлических расплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2020159C1 RU2020159C1 SU5002490A RU2020159C1 RU 2020159 C1 RU2020159 C1 RU 2020159C1 SU 5002490 A SU5002490 A SU 5002490A RU 2020159 C1 RU2020159 C1 RU 2020159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- lift column
- melt
- separation chamber
- separating chamber
- Prior art date
Links
- 239000000155 melt Substances 0.000 title claims description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 description 2
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical class O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: металлургия и литейное производство, в частности в процессах рафинирования и модифицирования черных и цветных сплавов. Сущность: устройство, содержащее колонну газлифта, газоотделительную камеру с крышкой, узел подачи реагентов, фурму для ввода транспортирующего газа, дополнительно снабжено экранированным плазмотроном и токоподводом, смонтированными на крышке газоотделительной камеры, при этом колонна газлифта и газоотделительная камера выполнены с возможностью вращения относительно неподвижной крышки газоотделительной камеры. 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к процессам рафинирования и модифицирования черных и цветных сплавов.
Известно устройство для ввода реагентов, состоящее из погружаемой в металл колонны, бункера с дозирующим устройством и патрубка для подвода газа.
Недостатком устройства является вторичное окисление металла, увеличение тепловых потерь.
Известно устройство для обработки расплавленного металла, состоящее из ковша, погружаемой в металл футерованной колонны с патрубком для подвода и отвода газов и бункера с дозирующим устройством питающего трубопровода.
Обработка металла при помощи такого устройства ведет к значительным потерям тепла и требует значительных затрат газа и сравнительно большого времени на обработку.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, реализующее способ рафинирования чугуна в ковше, содержащее колонну газлифта, газоотделительную камеру, фурму для ввода транспортирующего газа, фурму для ввода кислородсодержащего газа.
К недостаткам устройства, выбранного в качестве прототипа, относятся отсутствие возможности перемещения элементов устройства относительно друг друга, что приводит к высокому расходу транспортирующего газа и ограничению поверхности контакта взаимодействующих фаз: расплав - транспортирующий газ, использование фурмы для ввода кислородсодержащего газа приводит к повышенному расходу реагента в связи с его угаром, а также потерям металла при его окислении в газоотделительной камере.
Целью изобретения является сокращение расхода газа и повышение эффективности процессов рафинирования и модифицирования металлических расплавов.
Поставленная цель достигается тем, что устройство, включающее колонну газлифта, газоотделительную камеру, фурму для ввода транспортирующего газа, дополнительно снабжено механизмом вращения колонны газлифта и газоотделительной камеры, на неподвижной крышке которой смонтированы экранированный плазмотрон и токоподвод.
Использование механизма позволяет создать условия для дробления газовой струи и сократить расход транспортирующего газа. Кроме того, исключаются потери металла и реагента, связанные с применением фурмы кислородсодержащего газа, при помощи плазмотрона восстанавливается способность материала к рафинированию, наличие токоподвода позволяет использовать прохождение электрического тока по расплаву для процесса рафинирования, что приводит к повышению эффективности процессов рафинирования и модифицирования металлических расплавов.
Благодаря вращению колонны газлифта расплав под действием возникающих центробежных сил засасывается внутрь колонны, что позволяет сократить расход транспортирующего газа в сравнении с неподвижной колонной газлифта, кроме того, вращение колонны газлифта относительно сопла фурмы создает условия для дробления газовой струи, что приводит к увеличению поверхности контакта взаимодействующих фаз, повышая эффективность обработки в случае использования рафинирующего газа в качестве транспортирующего.
Погружение нижней части газоотделительной камеры в расплав при использовании в качестве транспортирующих инертных газов позволяет исключить окисление металла и угар реагента.
Удаление газов и неметаллических включений из расплава во многих случаях проводят с применением инертных материалов (кокс, графит). В процессе такой обработки слой материала забивается неметаллическими включениями, происходит постоянное снижение эффекта рафинирования. Использование плазмотрона в качестве элемента высокотемпературного нагрева позволяет осуществлять процессы диссоциации и испарения неметаллических включений, находящихся на поверхности материала. Такая регенерация приводит к стабилизации эффекта рафинирования при многократном использовании материала.
Наличие токоподвода позволяет осуществить прохождение тока по расплаву, выходящему из колонны газлифта. Прохождение постоянного тока приводит к удалению водорода из расплава черных и цветных сплавов.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предложенное устройство отличается тем, что колонна газлифта и газоотделительная камера дополнительно снабжены механизмом вращения, а на неподвижной крышке газоотделительной камеры смонтирован экранированный плазмотрон и токоподвод. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".
Сравнение заявляемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа. Предложенный способ обеспечивает более глубокое рафинирование и модифицирование сплавов, в результате этого повышаются эксплуатационные характеристики литых изделий. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "существенные отличия".
На чертеже представлено предлагаемое устройство.
Устройство содержит колонну 1 газлифта, газоотделительную камеру 2, токоподвод 3, плазмотрон 4, экран 5, крышку 6, механизм 7 перемещения, механизм 8 вращения, дозатор 9, фурму 10.
Устройство работает следующим образом.
При помощи механизма 7 перемещения колонну 1 газлифта совместно с газоотделительной камерой 2 погружают в расплав. Погружение газоотделительной камеры в расплав препятствует окислению реагента и расплава, подвергающегося обработке. После погружения включают механизм 8 вращения и производят засылку реагента (материала) на поверхность расплава при помощи дозатора 9. Вращение газоотделительной камеры относительно неподвижной крышки 6, на которой установлен дозатор, позволяет осуществить равномерную засылку реагента (материала) на поверхность расплава. Включают подачу транспортирующего газа по фурме 10. Вращение колонны относительно фурмы транспортирующего газа создает условия для засасывания расплава внутрь колонны и дробления газовой струи. Расплав подается на токоподвод 3. Используя механизм перемещения, осуществляют соприкосновение плазмотрона 4 с поверхностью реагента (материала), таким образом электрическая цепь замыкается, далее производят отвод вверх плазмотрона от поверхности реагента (материала) до образования электрической дуги. Вследствие этого постоянный электрический ток проходит по расплаву, выходящему из колонны газлифта, рафинируя расплав, а поверхностный слой материала благодаря воздействию плазменного нагрева регенерируется. Экран 5 служит для стабилизации горения дуги.
Опробование предложенного способа пpоизводили в литейном цехе ИПЛ АН УССР. Обработку сплавов по предложенному способу осуществляли в индукционной печи ИСТ-016. Расход транспортирующего газа регулировали игольчатым вентилем (ТУ 26-07-032-76) контролировали с помощью ротаметра. Продолжительность обработки расплава 10 мин. В процессе обработки расплава ток на плазмотроне поддерживали в пределах 350-400 А при напряжении 35-40 В, которые подавались от источника питания ВДУ-506 УЗ. Вращение газлифтной колонны осуществляли с помощью двигателя постоянного тока, пределы регулирования скорости вращения составили 0-300 об/мин. Производительность газлифтной колонны во всех случаях была равной 0,014 т/мин пpи одинаковой глубине погружения газлифтной колонны.
Содержание водорода определяли методом вакуумной экстракции, оксидов - путем электролитического выделения осадка, модифицирующий эффект - по количеству зерен на 1 мм2 шлифа.
Расход транспортирующего газа, степень удаления из расплава водорода, оксидов, а также модифицирующее действие различных сплавов предложенным устройством представлены в таблице.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что предлагаемое устройство позволяет сократить расход транспортирующего газа в 2-4 раза. В результате измельчения структуры и глубокого рафинирования увеличиваются на 10-20% прочностные и на 30-40% пластические характеристики литого металла.
Claims (1)
- УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ, содержащее колонну газлифта, газоотделительную камеру с крышкой, узел подачи реагентов, фурму для ввода транспортирующего газа, отличающееся тем, что оно снабжено экранированным плазмотроном и токоподводом, смонтированными на крышке газоотделительной камеры, при этом колонна газлифта и газоотделительная камера выполнены с возможностью вращения относительно неподвижной крышки газоотделительной камеры.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5002490 RU2020159C1 (ru) | 1991-09-16 | 1991-09-16 | Устройство для обработки металлических расплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5002490 RU2020159C1 (ru) | 1991-09-16 | 1991-09-16 | Устройство для обработки металлических расплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020159C1 true RU2020159C1 (ru) | 1994-09-30 |
Family
ID=21585322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5002490 RU2020159C1 (ru) | 1991-09-16 | 1991-09-16 | Устройство для обработки металлических расплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2020159C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2301836C2 (ru) * | 2002-01-10 | 2007-06-27 | Пешинэ Электрометаллюржи | Модифицирующий фильтр |
| RU2302472C1 (ru) * | 2005-05-30 | 2007-07-10 | Анатолий Тимофеевич Неклеса | Способ внепечной обработки стали |
| RU2475550C1 (ru) * | 2011-07-21 | 2013-02-20 | Учреждение Российской академии наук Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук (ИВМ СО РАН) | Способ модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов |
-
1991
- 1991-09-16 RU SU5002490 patent/RU2020159C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 773079, кл. C 21C 1/00, 1979. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2301836C2 (ru) * | 2002-01-10 | 2007-06-27 | Пешинэ Электрометаллюржи | Модифицирующий фильтр |
| RU2302472C1 (ru) * | 2005-05-30 | 2007-07-10 | Анатолий Тимофеевич Неклеса | Способ внепечной обработки стали |
| RU2475550C1 (ru) * | 2011-07-21 | 2013-02-20 | Учреждение Российской академии наук Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук (ИВМ СО РАН) | Способ модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3783167A (en) | High temperature treatment of materials | |
| US3767382A (en) | Treatment of molten aluminum with an impeller | |
| MX2008008759A (es) | Procedimiento para la obtencion continua o discontinua de un metal o de varios metales a partir de una escoria que contiene el metal o un compuesto del metal. | |
| CN101827951A (zh) | 含铜和其他贵金属的残渣的回收 | |
| JPS59157480A (ja) | 冶金方法およびその装置 | |
| EP3037559A1 (en) | System and method for the thermal processing of ore bodies | |
| US4294433A (en) | Pyrometallurgical method and furnace for processing heavy nonferrous metal raw materials | |
| US4571258A (en) | Recovery of aluminium scrap | |
| RU2020159C1 (ru) | Устройство для обработки металлических расплавов | |
| TWI404803B (zh) | 用於還原含金屬氧化物之熔渣或玻璃及／或使礦物熔體除氣之方法以及用於實行該方法之裝置 | |
| US4032704A (en) | Method and apparatus for treating a metal melt | |
| US5700308A (en) | Method for enhancing reaction rates in metals refining extraction, and recycling operations involving melts containing ionic species such as slags, mattes, fluxes | |
| EP0135050A2 (en) | Process of continuously treating an alloy melt | |
| KR100246261B1 (ko) | 비철황화물의전환번 | |
| US3999979A (en) | Removal of sulphur from molten metal | |
| EP0020186A1 (en) | Method of converting non-ferrous metal mattes to the metal or metal sulphide | |
| KR930009387B1 (ko) | 용융금속의 비금속 함유물 제거방법 및 장치 | |
| JPS6213410B2 (ru) | ||
| JPH086131B2 (ja) | 金属溶融物処理方法およびその方法を実施するための装置 | |
| US5738823A (en) | Meltdown apparatus | |
| RU2165461C2 (ru) | Способ производства чугуна и шлака | |
| MY115238A (en) | Metal containing compound reduction and melting process | |
| FI81383B (fi) | Foerfarande foer behandling av smaelt metall och anordning foer utfoerande av foerfarandet. | |
| RU2368667C2 (ru) | Способ прямого восстановления железа | |
| RU2041273C1 (ru) | Способ непрерывного обеднения расплава шлака, содержащего железо и цветные металлы |