RU2370547C2

RU2370547C2 - Movable module for complex treatment of metal in ladle

Info

Publication number: RU2370547C2
Application number: RU2003125801/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Чепель (UA); Сергей Николаевич Чепель; Александр Афанасьевич Звездин (UA); Александр Афанасьевич Звездин; Владимир Викторович Найденко (UA); Владимир Викторович Найденко; Сергей Григорьевич Мельник (UA); Сергей Григорьевич Мельник; Николай Иванович Тарасевич (UA); Николай Иванович Тарасевич
Original assignee: Сергей Николаевич Чепель
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2009-10-20
Also published as: RU2003125801A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: module consists of working body in form of container made out of horizontal walls and shell. The container is filled with dosed amount of horizontal layers with jet engine. A sorption-refining system for removal of non-metallic inclusions and slag is installed coaxially over the working body. The shell of the working body is made with changed by stages thickness and functions as a heat screen of horizontal layers of reagents. The working body is secured on a vertical support and performs reciprocal motions actuated with an arm. The arm is made in form of a vertically movable cantilever designed to turn around vertical axis. The sorption-refining system contains an actuator fastened at the cantilever with two rigid control rods. The jet engine consists of reactors each equipped with a source of kinematical power in form of reagent, evaporating temperature of which is less, than temperature of melt.

EFFECT: complex treatment of metal in ladle and upgraded quality of treated metal.

5 cl, 6 dwg

Description

Изобретения относятся к металлургии и могут быть использованы при внепечной обработке расплавов, в частности стали и чугуна, в процессах их раскисления, легирования, рафинирования или модифицирования.The invention relates to metallurgy and can be used in out-of-furnace treatment of melts, in particular steel and cast iron, in the processes of their deoxidation, alloying, refining or modification.

Известно устройство для удаления шлака с поверхности расплава, содержащегося в металлургической емкости, имеющее рабочий орган из жаропрочной стали, выполненный в виде полого цилиндра с вертикальной диаметральной перегородкой [1]. Такое устройство содержит также приводную тележку, установленную на рельсы, и стрелу, смонтированную на тележке с возможностью наклона в вертикальной плоскости. На конце стрелы закреплен рабочий орган, перемещающий шлак к сливному носку во время возвратно-поступательных движений тележки с помощью силового цилиндра. Это устройство может быть расположено рядом с металлургической емкостью, либо установлено на специальных площадях в цехе вдали от сталеплавильных агрегатов, что ведет к охлаждению шлака при транспортировке ковша и повышению трудоемкости его удаления. Оно имеет большие габариты и эффективно работает только с ванной, имеющей в плане овальное сечение. Главный же недостаток - это узкая область применения. Устройство предназначено только для удаления шлака и непригодно для корректирования химического состава расплава введением реагентов, а также для изменения, при необходимости, температуры расплава.A device for removing slag from the surface of the melt contained in a metallurgical vessel, having a working body made of heat-resistant steel, made in the form of a hollow cylinder with a vertical diametrical partition [1]. Such a device also includes a drive trolley mounted on the rails, and an arrow mounted on the trolley with the possibility of tilt in a vertical plane. At the end of the boom, a working element is fixed that moves the slag to the drain sock during the reciprocating movements of the trolley using a power cylinder. This device can be located next to the metallurgical capacity, or installed on special areas in the workshop away from steelmaking units, which leads to cooling of the slag during transportation of the bucket and increase the complexity of its removal. It has large dimensions and works effectively only with a bathtub that has an oval section in plan. The main disadvantage is the narrow scope. The device is intended only for removing slag and is unsuitable for correcting the chemical composition of the melt by introducing reagents, as well as for changing, if necessary, the temperature of the melt.

Известна пористая керамическая структура в виде керамического элемента с проницаемыми порами, на поверхность стенок которых нанесен порошкообразный ультрадисперсный или углеродсодержащий реагент, например графит или пироуглерод [2]. Такой элемент предназначен для комплексной обработки металлических расплавов. Фильтруемый расплав, перемещаясь через поры структуры, контактирует со всей поверхностью, на которую нанесено покрытие. Вследствие этого идет смывание нанесенного порошка в расплав, а в отдельных случаях возможно химическое взаимодействие расплава с реагентом. Использование этого изобретения приводит к значительному снижению в расплаве количества неметаллических включений как за счет эффекта механической задержки частиц, размер которых больше размера пор, так и вследствие удержания в порах более мелких включений за счет адгезионных процессов. Таким образом, происходит комплексная обработка расплава - фильтрационное рафинирование с одновременным его модифицированием. Недостатком такого керамического элемента является то, что в зависимости от типа пропускаемого расплава требуются разные составы керамики, ее структуры, обладающие определенными термостойкостью, огнеупорностью, размерами пор, а также порошкообразные реагенты, имеющие разные структуры и свойства. Недостатками являются также, как и в предыдущем случае, недостаточно широкая область применения, ограниченная корректировка химсостава расплава.Known porous ceramic structure in the form of a ceramic element with permeable pores, on the surface of the walls of which are applied a powdery ultrafine or carbon-containing reagent, for example graphite or pyrocarbon [2]. Such an element is intended for complex processing of metal melts. Filtered melt, moving through the pores of the structure, is in contact with the entire surface on which the coating is applied. As a result of this, the applied powder is washed off into the melt, and in some cases, chemical interaction of the melt with the reagent is possible. The use of this invention leads to a significant decrease in the amount of non-metallic inclusions in the melt due to the effect of mechanical retention of particles larger than the pore size and due to the retention of smaller inclusions in the pores due to adhesive processes. Thus, complex melt processing occurs - filtration refining with its simultaneous modification. The disadvantage of this ceramic element is that, depending on the type of melt to be passed, different compositions of ceramics are required, its structures having certain heat resistance, fire resistance, pore sizes, as well as powdery reagents having different structures and properties. The disadvantages are, as in the previous case, the insufficiently wide scope, limited adjustment of the chemical composition of the melt.

Известна технология обработки расплава с помощью устройства для легирования металла в ковше [3]. Обработка включает перемешивание жидкого металла продувкой его инертным газом, введение в расплав легирующих элементов и раскислителей с помощью трубы с огнеупорным покрытием. На нижнем конце трубы концентрически ей закреплен блок реагентов в виде контейнера с отсеками, куда загружены реагенты. Блок реагентов выполнен многоярусным, причем количество ярусов в блоке соответствует количеству видов реагентов, которые вводятся. Сначала легирующие элементы и раскислители погружают в металл на 3-5 с на глубину 50-200 мм от поверхности расплава, поднимают и выдерживают на воздухе в течение 2-3 минут, потом снова периодически погружают их в металл на глубину, увеличивающуюся с каждым погружением на 200-400 мм до образования монолитного блока из кусков легирующих, который погружают на глубину 100-200 мм от дна ковша при одновременной продувке инертным газом. Недостатком такой технологии является то, что при многократных погружениях и поднятиях значительное количество реагентов усваивается шлаком вследствие прохождения сквозь него блока реагентов. Недостатком являются и значительные затраты инертного газа, а также необходимость оборудования для его подведения. Кроме того, такое устройство не решает проблемы комплексной обработки расплава металла.Known technology for processing melt using a device for alloying metal in a ladle [3]. Processing involves mixing liquid metal by blowing it with an inert gas, introducing alloying elements and deoxidizers into the melt using a pipe with a refractory coating. At the lower end of the pipe, a reagent block is fixed concentrically to it in the form of a container with compartments where reagents are loaded. The reagent block is multi-tiered, and the number of tiers in the block corresponds to the number of types of reagents that are introduced. First, alloying elements and deoxidizers are immersed in metal for 3-5 s to a depth of 50-200 mm from the surface of the melt, they are lifted and held in air for 2-3 minutes, then they are periodically immersed again in metal to a depth that increases with each immersion by 200-400 mm to the formation of a monolithic block of alloying pieces, which are immersed to a depth of 100-200 mm from the bottom of the bucket while flushing with inert gas. The disadvantage of this technology is that during multiple dives and uplifts, a significant amount of reagents is absorbed by the slag due to the passage of the reagent block through it. The disadvantage is the significant inert gas costs, as well as the need for equipment for its supply. In addition, such a device does not solve the problem of complex processing of molten metal.

Известны конструкции устройств для обработки стали в расплавленном состоянии путем ввода раскислителей, различных реагентов или десульфураторов под уровень металла в ковше [4] и [5]. В первом случае устройство, предназначенное для ввода алюминия в ковш, включает вертикальную телескопическую колонну, привод и штангу для укрепления на ней чушек алюминия. Штангу с чушками подают к сталеразливочному ковшу погрузчиком. Недостатками устройства являются отсутствие возможности замера температуры расплава в процессе его обработки, сложная и ненадежная конструкция колонны, расположенная на нескольких горизонтах. Устройство это, предназначенное только для ввода раскислителя, не обеспечивает комплексной обработки стали. Во втором случае [5] конструкция устройства, кроме ввода в расплав алюминия, позволяет измерять температуру расплава и вести процесс рафинирования стали по оптимальному режиму. Это устройство дополнительно содержит тележку, перемещаемую по направляющим колонны. На тележке соосно установлены труба и пневматический цилиндр со штоком. В трубе размещен термозонд, соединенный со штоком пневматического цилиндра. На нижнем конце трубы имеются крепежные элементы для фиксации штанги с чушками алюминия. Недостатками этих устройств являются ограниченный набор реагентов и низкое качество получаемого расплава вследствие его неоднородности по всему объему ковша из-за отсутствия возможности его перемешивания с добавками.Known designs of devices for processing steel in the molten state by introducing deoxidizers, various reagents or desulfurizers under the metal level in the ladle [4] and [5]. In the first case, the device designed to enter aluminum into the bucket includes a vertical telescopic column, a drive and a rod for strengthening aluminum ingots on it. A bar with ingots is fed to a steel pouring ladle by a loader. The disadvantages of the device are the inability to measure the temperature of the melt during its processing, the complex and unreliable design of the column, located on several horizons. This device, intended only for introducing a deoxidizing agent, does not provide complex processing of steel. In the second case [5], the design of the device, in addition to introducing aluminum into the melt, makes it possible to measure the temperature of the melt and conduct the steel refining process in the optimal mode. This device further comprises a trolley moving along the guides of the column. A pipe and a pneumatic cylinder with a rod are coaxially mounted on the cart. In the pipe there is a thermal probe connected to the rod of the pneumatic cylinder. At the lower end of the pipe there are fasteners for fixing the rod with aluminum ingots. The disadvantages of these devices are a limited set of reagents and low quality of the resulting melt due to its heterogeneity over the entire volume of the bucket due to the lack of the possibility of mixing it with additives.

Известен способ ввода в расплавы металлов легкоплавких и легкоокисляемых легирующих и раскисливающих реагентов, включающий послойное размещение расчетного количества этих реагентов в контейнеры в виде металлических капсул, конструкционные элементы которых выполнены из материала на основе компонентов металлического расплава, погружение загруженных контейнеров в расплав и выдерживание их там до расплавления реагентов [6]. Одновременно происходит перемешивание расплава реактивными газожидкостными струями, вытекающими из отверстий в контейнере в тангенциальных направлениях по отношению к нему. При этом усиливается эффект «разбрызгивания» жидких легирующих элементов, которые выталкиваются из контейнера под напором газов, образующихся в процессе расплавления реагентов. При прохождении реагентов сквозь тангенциальные отверстия возникают круговые реактивные силы, заставляющие контейнер вращаться, то есть тангенциальные каналы вместе со струями реагентов, которые из них выбрасываются, представляют собой реактивный движитель. Вместе с контейнером начинают вращаться и близкие к нему слои расплава.There is a method of introducing fusible and easily oxidizable alloying and deoxidizing reagents into metal melts, including layering the calculated amount of these reagents in containers in the form of metal capsules, the structural elements of which are made of material based on the components of the metal melt, immersing the loaded containers in the melt and keeping them there until reagent melting [6]. At the same time, the melt is mixed with reactive gas-liquid jets flowing from the openings in the container in tangential directions with respect to it. At the same time, the effect of "spraying" of the liquid alloying elements, which are pushed out of the container under the pressure of the gases generated during the reagent melting, is enhanced. When reactants pass through the tangential openings, circular reactive forces arise, causing the container to rotate, that is, the tangential channels together with the reactant jets that are ejected from them represent a jet propulsion. Together with the container, melt layers close to it begin to rotate.

Недостатком такой технологии является необходимость применения большого количества капсул, что, однако, не решает проблемы обеспечения однородности распределения реагентов в расплаве из-за не контролированных и неуправляемых траекторий движения капсул в расплаве. Необходимы точные расчеты и жесткие допуски, касающиеся плотности капсул при их изготовлении, чтобы они, вращаясь самопроизвольно, зависали на средней глубине расплава. При этом согласование необходимой плотности капсул и требуемого состава реагентов - сложная техническая задача.The disadvantage of this technology is the need to use a large number of capsules, which, however, does not solve the problem of ensuring uniform distribution of reagents in the melt due to uncontrolled and uncontrolled trajectories of the capsules in the melt. Accurate calculations and tight tolerances are required regarding the density of the capsules during their manufacture, so that they, rotating spontaneously, hang at the average depth of the melt. At the same time, coordination of the required density of capsules and the required composition of reagents is a difficult technical task.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретениям, которые заявляются, является способ ввода реагентов в расплав и перемешивания расплава металла, осуществляемый с помощью устройства, включающего рабочее тело, снабженное реактивным движителем и представляющее собой струйно-вихревой смеситель [7]. Эти технические решения и взяты в качестве прототипов. Данный способ включает послойное размещение дозированного количества реагентов в контейнере рабочего тела, принудительное погружение заполненного контейнера в расплав с помощью вертикальной опоры, формирование слоя шлака, перемешивание расплава струйными и вихревыми течениями, создаваемыми возвратно-поступательным движением смесителя в вертикальном направлении и вытекающими из него газожидкостными реактивными струями, образованными реактивным движителем, генерирующим импульсы кинетической энергии за счет последовательного расплавления и испарения порций соответствующего реагента, например магния, выдерживание рабочего тела в расплаве до его расплавления с одновременным перемешиванием и введением раскисляющих, и/или легирующих, и/или рафинирующих, и/или модифицирующих добавок. Устройство для осуществления этого способа содержит рабочее тело, снабженное воздействующим на обрабатываемый расплав реактивным движителем, и является струйно-вихревым смесителем, формирующим импульсно-реактивные спирально завихренные газожидкостные струи реагентов в расплаве. Рабочее тело выполнено в форме контейнера, включающего обечайку и горизонтальные стенки и заполненного дозированным количеством послойно размещенных реагентов. Реактивный движитель содержит в качестве источника кинетической энергии для формирования реактивных струй реагент с температурой испарения меньшей, чем температура расплава, например магний. Рабочее тело концентрично расположено, жестко закреплено на вертикальной опоре, которая с помощью манипулятора имеет возможность возвратно-поступательного движения в вертикальном направлении и имеет тепловой экран слоев реагентов со ступенчато изменяющейся толщиной. Тепловой экран имеет вид торцевых дисков переменной толщины, ступенчато уменьшающейся с наружной стороны от центра к периферии. Каждой группе реагентов соответствует определенная толщина теплового экрана, обеспечивающая требуемую скорость подведения тепла из расплава к реагентам с целью последовательного их расплавления. Толщина экрана выбирается из условия расплавления его последней ступени одновременно с последним центральным слоем реагентов. Недостатком данной технологии и устройства является недостаточная эффективность перемешивания реагентов в расплаве из-за уменьшения площади контактирования рабочего тела с расплавом в процессе его растворения ослаблением действия реактивных сил, что ухудшает химическую однородность расплава. Кроме того, такая технология не обеспечивает комплексной обработки расплава, главным образом, удаления неметаллических включений и шлака.The closest in technical essence and the achieved result to the inventions that are claimed is a method of introducing reagents into the melt and mixing the molten metal, carried out using a device comprising a working fluid equipped with a jet propulsion and representing a jet-vortex mixer [7]. These technical solutions are taken as prototypes. This method includes layer-by-layer placement of a metered amount of reagents in a container of a working fluid, forced immersion of a filled container in the melt using a vertical support, formation of a slag layer, mixing of the melt by jet and vortex flows created by the reciprocating movement of the mixer in the vertical direction and gas-liquid reactive flows from it jets formed by a jet propulsion generating kinetic energy pulses due to sequential melting and evaporating portions of the corresponding reagent, for example magnesium, keeping the working fluid in the melt until it melts while stirring and introducing deoxidizing and / or alloying and / or refining and / or modifying additives. A device for implementing this method comprises a working fluid equipped with a jet propulsion acting on the melt being processed, and it is a jet-vortex mixer forming pulse-reactive spirally swirling gas-liquid jets of reagents in the melt. The working fluid is made in the form of a container, including a shell and horizontal walls and filled with a metered amount of layered reagents. A jet propulsion device contains, as a source of kinetic energy for the formation of jet jets, a reagent with an evaporation temperature lower than the melt temperature, for example magnesium. The working fluid is concentrically located, rigidly fixed on a vertical support, which, with the help of a manipulator, has the ability to reciprocate in the vertical direction and has a heat shield of the reactant layers with a stepwise varying thickness. The heat shield has the form of end disks of variable thickness, gradually decreasing from the outside from the center to the periphery. Each group of reagents corresponds to a certain thickness of the heat shield, which provides the required rate of heat supply from the melt to the reagents in order to consecutively melt them. The screen thickness is selected from the condition of melting of its last stage simultaneously with the last central layer of reagents. The disadvantage of this technology and device is the insufficient efficiency of mixing the reagents in the melt due to a decrease in the area of contact of the working fluid with the melt during its dissolution by weakening the action of reactive forces, which affects the chemical uniformity of the melt. In addition, this technology does not provide complex processing of the melt, mainly the removal of non-metallic inclusions and slag.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка конструкции модуля для комплексной обработки металла в ковше с повышением его качества.The problem to which the invention is directed is to develop a module design for the integrated processing of metal in a ladle with an increase in its quality.

Заявленный передвижной модуль для решения поставленной задачи позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении качества расплава за счет более равномерного распределения в его объеме вводимых добавок и лучшего их усвоения вследствие более эффективного перемешивания расплава с реагентами новой конструкцией рабочего тела предложенного модуля. Кроме того, оснащение смесителя сорбционно-рафинирующей системой позволяет в одном цикле обработки расплава удалять неметаллические включения и шлак, что также повышает и эффективность обработки и качество расплава.The claimed mobile module for solving the task allows to achieve a technical result consisting in improving the quality of the melt due to a more uniform distribution of the introduced additives in its volume and their better absorption due to more efficient mixing of the melt with reagents with the new design of the working fluid of the proposed module. In addition, equipping the mixer with a sorption-refining system makes it possible to remove non-metallic inclusions and slag in one melt processing cycle, which also increases both the processing efficiency and the quality of the melt.

Передвижной модуль для комплексной обработки металла в ковше содержит рабочее тело, являющееся струйно-вихревым смесителем в виде контейнера, выполненного из горизонтальных стенок в обечайке, заполненного дозированным количеством горизонтально послойно размещенных, по меньшей мере, одним набором реагентов, с реактивным движителем, создающим импульсно-реактивные спирально завихренные газожидкостные струи реагентов в расплаве, причем рабочее тело концентрично и жестко закреплено на вертикальной опоре с возможностью возвратно-поступательного движения в вертикальном направлении посредством манипулятора, отличающийся тем, что он снабжен расположенной над рабочим телом и соосно с ним сорбционно-рафинирующей системой подачи в ковш корректирующих химический состав расплава реагентов, при этом обечайка выполнена со ступенчато изменяющейся толщиной и служит тепловым экраном горизонтальных слоев реагентов, реактивный движитель выполнен в виде расположенных на вертикальной опоре над контейнером и под ним двух реакторов, каждый из которых состоит из источника кинетической энергии в виде реагента с температурой испарения меньшей, чем температура расплава, и направляющих элементов для формирования реактивных струй, а также охватывающего их ступенчатого теплового экрана, манипулятор выполнен в виде подвижной в вертикальном направлении консоли, имеющей возможность поворота вокруг вертикальной оси и снабженной на свободных концах элементами крепления, сорбционно-рафинирующая система для удаления неметаллических включений и шлака содержит рабочий орган, закрепленный, по меньшей мере, двумя жесткими тягами на консоли, имеющей возможность возвратно-поступательного движения в вертикальном направлении независимо от движения рабочего тела в этом направлении и поворота вокруг вертикальной оси аналогично и синхронно с поворотом манипулятора, система подачи в ковш корректирующих химический состав добавок выполнена в виде установленных на поворотной консоли минибункеров-дозаторов, при этом все узлы передвижного модуля установлены на имеющей электропривод колесной платформе с колонной, на которой смонтированы вышеуказанные консоли с электроприводами.The mobile module for the integrated processing of metal in the ladle contains a working fluid, which is a jet-vortex mixer in the form of a container made of horizontal walls in a shell filled with a dosed amount of horizontally layer-by-layer placed by at least one set of reagents, with a jet propulsion generating pulse reactive spiral vortex gas-liquid jets of reagents in the melt, and the working fluid is concentrically and rigidly fixed to a vertical support with the possibility of reciprocating vertical movement by means of a manipulator, characterized in that it is provided with a sorption-refining system for feeding reagents correcting the chemical composition of the melt of reagents located above the working fluid and coaxially with it, while the shell is made with stepwise varying thickness and serves as a heat screen for horizontal layers of reagents , the jet propulsion device is made in the form of two reactors located on a vertical support above the container and below it, each of which consists of a kinetic source energy in the form of a reagent with an evaporation temperature lower than the temperature of the melt, and guiding elements for forming jet jets, as well as a stepped heat shield covering them, the manipulator is made in the form of a console moving in the vertical direction, having the ability to rotate around a vertical axis and equipped with free the ends of the fastening elements, a sorption-refining system for removing non-metallic inclusions and slag contains a working body secured by at least two rigid traction gami on the console, with the possibility of reciprocating movement in the vertical direction regardless of the movement of the working fluid in this direction and rotation around the vertical axis similarly and synchronously with the rotation of the manipulator, the feed system in the bucket correcting the chemical composition of additives is made in the form of mini-bunkers installed on the rotary console - dispensers, while all the nodes of the mobile module are mounted on an electrically driven wheeled platform with a column on which the above consoles are mounted with electric ktroprivodami.

Вертикальная опора рабочего тела выполнена в виде футерованной стальной трубы.The vertical support of the working fluid is made in the form of a lined steel pipe.

Жесткие тяги сорбционно-рафинирующей системы выполнены пустотелыми в виде футерованных стальных труб, внутри которых размещены пробоотборник и термозонд.The rigid rods of the sorption-refining system are hollow in the form of lined steel pipes, inside which a sampler and a thermal probe are placed.

Днище рабочего органа сорбционно-рафинирующей системы снабжено наружной защитной алюминиевой шайбой.The bottom of the working body of the sorption-refining system is equipped with an external protective aluminum washer.

Кроме того, он снабжен дополнительным рабочим телом, причем вышеупомянутые консоли выполнены двуплечими, и на каждом плече расположено рабочее тело.In addition, it is equipped with an additional working fluid, and the above-mentioned consoles are made of two shoulders, and a working fluid is located on each shoulder.

Сущность изобретения состоит в том, что в известном передвижном модуле для комплексной обработки металла в ковше, содержащем рабочее тело в виде импульсно-динамического устройства (ИДУ), действующего как струйно-вихревой смеситель, имеющее по меньшей мере один набор реагентов, снабженное воздействующим на обрабатываемый расплав реактивным движителем, создающим импульсно-реактивные спирально завихренные газожидкостные струи реагентов в расплаве, и выполненное в форме контейнера, включающего обечайку и горизонтальные стенки и заполненного дозированным количеством послойно размещенных реагентов, реактивный движитель содержит в качестве источника кинетической энергии для формирования реактивных струй реагент с температурой испарения меньшей, чем температура расплава, например магний, причем рабочее тело концентрично расположено, жестко закреплено на вертикальной опоре, имеющей посредством манипулятора ИДУ возможность возвратно-поступательного движения в вертикальном направлении и имеет тепловой экран слоев реагентов со ступенчато изменяющейся толщиной, согласно предложенному техническому решению, реагенты расположены в контейнере рабочего тела горизонтальными слоями, тепловым экраном служит обечайка контейнера рабочего тела, а реактивный движитель ИДУ выполнен в виде находящихся вне контейнера на вертикальной опоре двух реакторов, один из которых размещен над контейнером, а другой под ним, каждый реактор включает источник кинетической энергии и направляющие элементы для формирования реактивных струй, а также охватывающий их ступенчатый тепловой экран, манипулятор ИДУ выполнен в виде подвижной в вертикальном направлении консоли, имеющей возможность поворота вокруг вертикальной оси и снабженной на свободных концах элементами крепления, ИДУ имеет расположенную над рабочим телом и соосно с ним сорбционно-рафинирующую систему для удаления неметаллических включений и шлака, содержащую погружаемый в расплав рабочий орган в виде емкости, включающей обечайку и керамическое перфорированное днище с центральным отверстием для свободного прохождения сквозь него вертикальной опоры рабочего тела, рабочий орган закреплен по меньшей мере двумя жесткими тягами на консоли, имеющей возможность возвратно-поступательного движения в вертикальном направлении независимо от движения рабочего тела в этом направлении и поворота вокруг вертикальной оси аналогично и синхронно с поворотом манипулятора ИДУ, а модуль снабжен системой подачи в ковш корректирующих химсостав реагентов в виде установленных на поворотной консоли минибункеров-дозаторов, при этом все узлы модуля установлены на имеющей электропривод колесной платформе с колонной, на которой смонтированы подвижные консоли и их электроприводы. Крепежные тяги сорбционно-рафинирующей системы могут быть выполнены пустотелыми, в виде футерованных стальных труб, внутри которых размещены пробоотборник и термозонд. Для предотвращения залипания отверстий в днище сорбционно-рафинирующей системы шлаком, оно может быть снабжено наружной защитной алюминиевой шайбой. Увеличить производительность модуля можно, выполнив подвижные консоли двуплечими для закрепления на их свободных концах двух импульсно-динамических устройств. Для интенсификации перемешивания расплава металла вертикальная опора может быть выполнена в виде футерованной стальной трубы, через которую подают инертный газ, например аргон.The essence of the invention lies in the fact that in the known mobile module for the integrated processing of metal in a ladle containing a working fluid in the form of a pulse-dynamic device (IMU), acting as a jet-vortex mixer, having at least one set of reagents, provided with an acting on the processed the melt with a jet propulsion device, creating pulsed-reactive spiral-swirling gas-liquid jets of reagents in the melt, and made in the form of a container, including a shell and horizontal walls and filling of a dosed quantity of layered reagents placed, the jet propulsion device contains, as a source of kinetic energy for forming jet jets, a reagent with an evaporation temperature lower than the melt temperature, for example magnesium, the working fluid being concentrically located, rigidly fixed to a vertical support, which has the possibility of return - translational motion in the vertical direction and has a heat shield of the layers of reagents with stepwise varying thickness, according but to the proposed technical solution, the reagents are located in horizontal layers in the working fluid container, the shell of the working fluid container is the heat shield, and the IMU jet propulsion device is made in the form of two reactors located outside the container on a vertical support, one of which is located above the container and the other below it, each reactor includes a source of kinetic energy and guiding elements for the formation of jet jets, as well as a stepwise thermal screen covering them, the IMU manipulator is made in the form of a vertically movable console that can be rotated around a vertical axis and provided with fastening elements at its free ends, the IMU has a sorption-refining system located above the working fluid and coaxially with it to remove non-metallic inclusions and slag, containing a working body immersed in the melt in the form of a container including a shell and a ceramic perforated bottom with a central hole for free passage through it of a vertical support of the working fluid, the working body is fixed at least two rigid rods on the console, which has the ability to reciprocate in the vertical direction, regardless of the movement of the working fluid in this direction and rotation around the vertical axis, similarly and synchronously with the rotation of the IMU manipulator, and the module is equipped with a feed system for correcting chemical composition of the reagents in the bucket in the form mounted on the rotary console of the mini-hopper dispensers, while all the nodes of the module are mounted on an electrically driven wheeled platform with a column on which the movable e consoles and their electric drives. The fixing rods of the sorption-refining system can be hollow, in the form of lined steel pipes, inside which a sampler and a thermal probe are placed. To prevent sticking of holes in the bottom of the sorption-refining system with slag, it can be equipped with an external protective aluminum washer. It is possible to increase the module's performance by performing movable consoles with two shoulders to fix two pulse-dynamic devices on their free ends. To intensify the mixing of the molten metal, the vertical support can be made in the form of a lined steel pipe through which an inert gas, such as argon, is supplied.

На приведенных чертежах изображена конструкция заявленного передвижного модуля: на фиг.1 представлен его общий вид в начале процесса обработки расплава с частичным разрезом ковша и частичным сечением импульсно-динамического устройства (ИДУ) вертикальной осевой плоскостью; на фиг.2 показано рабочее тела модуля, закрепленное на вертикальной опоре (узел I в увеличенном масштабе, выделенный на фиг.1); на фиг.3 и 4 показаны сечения рабочего тела горизонтальными плоскостями А-А и Б-Б на фиг.2; на фиг.5 показано в увеличенном масштабе сечение сорбционно-рафинирующей системы горизонтальной плоскостью В-В на фиг.1; на фиг.6 представлен разрез рабочего органа сорбционно-рафинирующей системы вертикальными плоскостями по линии Г-Г на фиг.5.The drawings show the design of the claimed mobile module: Fig. 1 shows a general view of it at the beginning of the melt processing process with a partial cut of the bucket and a partial cross section of the pulse-dynamic device (IMU) with a vertical axial plane; figure 2 shows the working fluid of the module, mounted on a vertical support (node I on an enlarged scale, highlighted in figure 1); figure 3 and 4 shows a cross section of the working fluid with horizontal planes aa and bb in figure 2; figure 5 shows on an enlarged scale a section of the sorption-refining system with a horizontal plane BB in figure 1; figure 6 presents a section of the working body of the sorption-refining system by vertical planes along the line G-G in figure 5.

Передвижной модуль для комплексной обработки металла в ковше (фиг.1) включает в себя колесную платформу 1 с электроприводом (на чертеже не показан), на которой симметрично закреплена несущая колонна 2. На колонне смонтированы подвижные двуплечие консоли 3 и 4, имеющие электроприводы 5 и 6 соответственно. Обе консоли имеют возможность синхронного друг с другом и в одном направлении поворота вокруг вертикальной оси, а также независимого возвратно-поступательного движения по колонне в вертикальном направлении. На свободных концах консоли 3, служащей манипулятором ИДУ, с помощью, например, цанговых зажимов, закреплены вертикальные опоры в виде стальных стержней 7 с футеровочными втулками 8. На нижние концы вертикальных опор 7, 8 надеты и жестко закреплены с помощью гаек 9 рабочие тела в виде ИДУ, действующих как струйно-вихревые смесители, имеющие наборы реагентов в виде групп коаксиально расположенных кольцевых элементов 10 (см. фиг.2 и 4). Рабочие тела выполнены в форме контейнеров, включающих обечайки 11 и горизонтальные стенки 12, делящие контейнер на отсеки, заполненные дозированным количеством элементов 10. Обечайки 11 отсеков имеют ступенчато меняющуюся толщину и служат тепловыми экранами горизонтальных слоев реагентов. Для создания импульсно-реактивных спирально завихренных газожидкостных струй реагентов в расплаве рабочее тело снабжено воздействующим на обрабатываемый расплав реактивным движителем, который содержит в качестве источника кинетической энергии для формирования реактивных струй реагент с температурой испарения меньшей, чем температура расплава, например магний. Реактивный движитель ИДУ выполнен в виде находящихся вне контейнера на вертикальной опоре 7, 8 двух реакторов, один из которых размещен над контейнером, а другой - под ним. Каждый реактор включает слой магния 13, направляющие элементы 14 и охватывающий их ступенчатый тепловой экран 15 (фиг.2 и 3). Контейнер и реакторы разделены корректирующими алюминиевыми пластинами 16. Для удаления неметаллических включений и шлака ИДУ имеет расположенную над рабочим телом и соосно с ним сорбционно-рафинирующую систему, содержащую рабочий орган в виде емкости, включающей футерованную огнеупором 17 обечайку 18 и керамическое перфорированное днище с центральным отверстием 19 для свободного прохождения сквозь него вертикальной опоры 7, 8. Для удобства монтажа и очистки от шлака перфорированное днище целесообразно выполнить составным, в виде четырех секторов 20. Рабочий орган закреплен на консоли 4 двумя тягами 21 в виде футерованных стальных труб, внутри которых могут быть размещены термозонд 22 и пробоотборник (на чертежах не показан). Перфорированное днище сорбционно-рафинирующей системы может иметь наружную защитную алюминиевую шайбу 23. Для подачи в ковш 24 корректирующих химсостав реагентов модуль снабжен минибункерами-дозаторами 25, установленными на поворотной консоли 26, оборудованной электроприводом 27, и сообщающимися с вибролотком 28.The mobile module for the integrated processing of metal in the ladle (Fig. 1) includes a wheel platform 1 with an electric drive (not shown in the drawing), on which a support column 2 is mounted symmetrically. Movable two-arm consoles 3 and 4 are mounted on the column, having electric drives 5 and 6 respectively. Both consoles have the ability to synchronize with each other and in the same direction of rotation around the vertical axis, as well as independent reciprocating motion along the column in the vertical direction. On the free ends of the console 3, which serves as the IMU manipulator, with the help of, for example, collet clamps, vertical supports are fixed in the form of steel rods 7 with lining bushings 8. The working bodies are mounted on the lower ends of the vertical supports 7, 8 and rigidly fixed with nuts 9 in the form of IMUs acting as jet-vortex mixers having sets of reagents in the form of groups of coaxially arranged annular elements 10 (see FIGS. 2 and 4). The working fluid is made in the form of containers, including shells 11 and horizontal walls 12, dividing the container into compartments filled with a dosed number of elements 10. The shells 11 of the compartments have a stepwise varying thickness and serve as heat shields of the horizontal layers of reagents. To create pulsed-reactive spiral-swirling gas-liquid jets of reagents in the melt, the working fluid is equipped with a jet propulsion acting on the melt being processed, which contains a reagent with a vaporization temperature lower than the melt temperature, for example, magnesium, as a source of kinetic energy for generating jet jets. The IMU jet propulsion unit is made in the form of two reactors located outside the container on the vertical support 7, 8, one of which is located above the container and the other under it. Each reactor includes a layer of magnesium 13, the guiding elements 14 and a stepped heat shield 15 surrounding them (FIGS. 2 and 3). The container and reactors are separated by corrective aluminum plates 16. To remove non-metallic inclusions and slag, the IMU has a sorption-refining system located above the working fluid and coaxially with it, containing a working body in the form of a container including a shell lined with refractory 17 and a ceramic perforated bottom with a central hole 19 for free passage through it of a vertical support 7, 8. For ease of installation and cleaning of slag, the perforated bottom should be made integral, in the form of four sectors 20. The working body is fixed on the console 4 by two rods 21 in the form of lined steel pipes, inside which a temperature probe 22 and a sampler (not shown) can be placed. The perforated bottom of the sorption-refining system may have an external protective aluminum washer 23. For feeding the correcting chemical composition of the reagents into the ladle 24, the module is equipped with mini-hoppers 25, mounted on a rotary console 26, equipped with an electric drive 27, and communicating with the vibration tray 28.

Предлагаемый модуль собирают и используют следующим образом. Сначала собирают отсеки рабочего тела импульсно-динамического устройства (ИДУ), которые имеют вид стальных цилиндрических емкостей, ограниченных горизонтальными, в форме кругов 12, стенками и боковыми стенками, имеющими форму обечаек 11 различной толщины. Эти емкости заполняют группами коаксиально расположенных кольцевых элементов 10. Затем из отсеков составляют рабочее тело, располагая их ярусно и соосно таким образом, чтобы отсек с наиболее толстой обечайкой находился на средине высоты рабочего тела. Параллельно собирают и два реактора, каждый из которых содержит тепловой экран 15, направляющие 14 и магний 13. Затем рабочее тело, реакторы и корректирующие алюминиевые пластины 16 монтируют на опоре в виде стального стержня 7 с футеровочными втулками 8 и закрепляют гайками 9. На футерованную опору с закрепленным на ней струйно-вихревым смесителем со стороны ее верхней части надевают центральным отверстием 19 в керамическом днище сорбционно-рафинирующую систему с тягами 21, имеющими вид двух футерованных огнеупорным материалом стальных труб, в одной из которых размещен термозонд 22. Собранное таким образом импульсно-динамическое устройство устанавливают на подвижно-поворотных консолях 3 и 4, смонтированных на колонне 2. Опору 7, 8 и тяги 21 закрепляют на консолях с помощью цанговых зажимов. На третьей поворотной консоли 26, также установленной на колонне 2, располагают набор минибункеров-дозаторов 25, сообщающихся с вибролотком 28.The proposed module is assembled and used as follows. First, the compartments of the working fluid of a pulse-dynamic device (IMU) are assembled, which have the form of steel cylindrical tanks limited by horizontal, in the form of circles 12, walls and side walls having the shape of shells 11 of various thicknesses. These containers are filled with groups of coaxially arranged annular elements 10. Then, a working fluid is made up of compartments, arranged in tiers and coaxial so that the compartment with the thickest shell is located in the middle of the height of the working fluid. At the same time, two reactors are assembled, each of which contains a heat shield 15, guides 14 and magnesium 13. Then the working fluid, reactors and corrective aluminum plates 16 are mounted on a support in the form of a steel rod 7 with lining bushings 8 and secured with nuts 9. On a lined support with a jet-vortex mixer fixed to it from the side of its upper part, a sorption-refining system with rods 21 in the form of two steel pipes lined with refractory material is put on the ceramic hole 19 in the ceramic bottom, in one of which contains a thermal probe 22. The pulsed-dynamic device assembled in this way is mounted on movable-rotary consoles 3 and 4 mounted on a column 2. A support 7, 8 and rods 21 are fixed on the consoles using collet clips. On the third rotary console 26, also mounted on the column 2, have a set of mini-hoppers 25, communicating with the vibrating tray 28.

Заявляемое устройство работает таким образом. Колесную платформу 1 посредством электропривода (на чертеже не показан) подают к разливочному ковшу 24, куда выпускают расплав 29 из сталеплавильного агрегата. С помощью консолей-манипуляторов 3 и 4 импульсно-динамическое устройство, включающее рабочее тело с реактивным движителем и сорбционно-рафинирующую систему, располагают над ковшом 24, погружают в расплав 29 и осуществляют возвратно-поступательные движения струйно-вихревого смесителя в вертикальном направлении. Сначала расплавляются корректирующие алюминиевые пластины 16. Открывается доступ расплава к крайним верхнему и нижнему горизонтальным слоям групп коаксиальных кольцевых элементов 10 и одновременно начинает плавиться, кипеть и испаряться периферийная часть слоя магния 13, охваченная наитоньшей ступенью теплового экрана 15. Газообразный магний, проходя по каналам, образованным направляющими элементами 14 и тепловым экраном 15, выходит в расплав в виде реактивных струй, формирующих спирально завихренные течения. Под их воздействием близлежащие слои расплава начинают вращаться вокруг рабочего тела. Тем временем плавятся реагенты крайних горизонтальных слоев вместе с охватывающими их обечайками 11. Процесс ступенчато повторяется, и реагенты вытекают из рабочего тела в виде импульсных вихревых струй, действующих на обрабатываемый расплав как струи реактивного движителя. Поскольку в процессе обработки расплава рабочее тело осуществляет возвратно-поступательные движения, то в массе расплава формируются тороидальные турбулентные вихри, содействующие интенсификации перемешивания металла. Процесс ввода реагентов в расплав и его перемешивания продолжается до расплавления последнего среднего слоя реагентов и последней центральной части слоя магния 13 вместе с их участками тепловых экранов 11 и 15 соответственно. После этого опору 7, 8 удаляют из ковша и сразу же погружают в расплав сорбционно-рафинирующую систему на глубину 100-200 мм от дна ковша. Благодаря наличию центрального отверстия 19 в керамическом днище предотвращаются всплеск и брызги расплава из ковша. Тонкая защитная алюминиевая шайба 23, предохраняющая отверстия рабочего органа от забивания шлаком, в процессе движения вниз расплавляется, способствуя более плавному погружению. При достижении сорбционно-рафинирующей системой крайнего нижнего положения, ее электропривод 6 переключается на реверс и система начинает движение вверх, осуществляя фильтрацией очистку расплава от неметаллических включений. В верхнем положении керамическое днище с обечайкой захватывает шлак и удаляет его вместе с неметаллическими включениями из ковша. Одновременно с рафинированием расплава производят замер его температуры термозондом 22 и отбор пробы металла с последующим ее экспресс-анализом. При необходимости, корректируют температуру расплава и его химический состав, используя минибункеры-дозаторы 25, установленные на поворотной консоли 26. Выполнение подвижных консолей 3 и 4 двуплечими повышает производительность модуля и его устойчивость при передвижении на большие расстояния. После комплексной обработки металла в одном ковше колесную платформу с вторым ИДУ подают к следующему разливочному ковшу и процесс повторяется.The inventive device operates in this way. Wheel platform 1 by means of an electric drive (not shown) is fed to the casting ladle 24, where the melt 29 is released from the steelmaking unit. Using the manipulator consoles 3 and 4, the pulse-dynamic device, comprising a working fluid with a jet propulsion and a sorption-refining system, is placed over the ladle 24, immersed in the melt 29, and the reciprocating movements of the jet-vortex mixer in the vertical direction are carried out. First, the correcting aluminum plates are melted 16. The melt opens up to the extreme upper and lower horizontal layers of the groups of coaxial ring elements 10 and at the same time the peripheral part of the magnesium layer 13, covered by the thinnest step of the heat shield 15. begins to melt, passing through the channels, formed by the guiding elements 14 and the heat shield 15, enters the melt in the form of jet jets forming spirally swirling flows. Under their influence, the nearby layers of the melt begin to rotate around the working fluid. Meanwhile, the reagents of the extreme horizontal layers melt together with the shells surrounding them 11. The process is repeated in steps, and the reagents flow out of the working fluid in the form of pulsed vortex jets acting on the processed melt as jet jet jets. Since the working fluid performs reciprocating movements during melt processing, toroidal turbulent vortices are formed in the mass of the melt, which contribute to the intensification of metal mixing. The process of introducing the reagents into the melt and mixing it continues until the last middle layer of the reagents and the last central part of the magnesium layer 13 melt together with their sections of the heat shields 11 and 15, respectively. After that, the support 7, 8 is removed from the bucket and immediately immersed in the melt sorption-refining system to a depth of 100-200 mm from the bottom of the bucket. Due to the presence of the central hole 19 in the ceramic bottom, splash and splash of the melt from the bucket are prevented. A thin protective aluminum washer 23, which protects the openings of the working body from clogging with slag, melts during downward movement, contributing to a smoother immersion. When the sorption-refining system reaches its lowest position, its electric drive 6 switches to reverse and the system starts moving upward, filtering the melt from non-metallic inclusions. In the upper position, a ceramic bottom with a shell captures the slag and removes it along with non-metallic inclusions from the bucket. Simultaneously with the refining of the melt, its temperature is measured by a thermal probe 22 and a metal sample is taken, followed by its rapid analysis. If necessary, the melt temperature and its chemical composition are adjusted using mini-hoppers 25 installed on the rotary console 26. The implementation of the movable consoles 3 and 4 with two shoulders increases the module's performance and its stability when moving over long distances. After complex processing of metal in one ladle, a wheeled platform with a second IMU is fed to the next casting ladle and the process is repeated.

Предложенная технология по сравнению с прототипом позволяет повысить качество расплава за счет улучшения его гомогенизации эффективным перемешиванием расплава по всему объему ковша с помощью реактивного движителя новой конструкции и дозированного растворения реагентов. Этому способствует и сорбционно-рафинирующая система, позволяющая в одном цикле обработки расплава также удалять неметаллические включения и шлак. Кроме того, повышается экономическая эффективность путем уменьшения затрат реагентов и огнеупоров.The proposed technology in comparison with the prototype can improve the quality of the melt by improving its homogenization by efficiently mixing the melt over the entire volume of the bucket using a jet propulsion of a new design and metered dissolution of the reagents. This is also facilitated by the sorption-refining system, which also allows the removal of non-metallic inclusions and slag in one melt processing cycle. In addition, increased economic efficiency by reducing the cost of reagents and refractories.

Предложенная технология комплексной обработки расплава стали предусматривает предварительное введение в расплав алюминия, который окисляется, извлекая кислород из расплава. Подача вслед за алюминием магния обуславливает образование его окислов за счет связанного кислорода окислов алюминия и, таким образом, восстановление алюминия, который повторно окисляется кислородом расплава. Усвоение алюминия составляет более чем 50%, тогда как при стандартной технологии введения алюминия в ковш с расплавом стали его усвоение сталью составляет в среднем 20%. Это обусловлено высокой химической активностью алюминия и его малой плотностью. При подаче чушек в ковш они всплывают и окисляются при контакте со шлаком и атмосферой.The proposed technology for the integrated processing of steel melt provides for the preliminary introduction of aluminum into the melt, which is oxidized, extracting oxygen from the melt. The supply of magnesium after aluminum causes the formation of its oxides due to the bound oxygen of aluminum oxides and, thus, the reduction of aluminum, which is re-oxidized by melt oxygen. The absorption of aluminum is more than 50%, while with standard technology for introducing aluminum into a ladle with molten steel, its absorption by steel is on average 20%. This is due to the high chemical activity of aluminum and its low density. When ingots are fed into the bucket, they float and oxidize upon contact with the slag and the atmosphere.

Использование этой технологии дает возможность получить и существенную экономию ферросплавов.Using this technology makes it possible to obtain significant savings in ferroalloys.

Достигнутая благодаря заявляемым способу и устройству оптимизация процессов раскисления, легирования, модифицирования и рафинирования расплавов сокращает время на усреднение массы металла в ковше по температуре и химическому составу, а это, в свою очередь, содействует ускорению процессов дальнейшей обработки металла в машинах непрерывной разливки стали. В результате возрастает пропускная способность кристаллизатора (новая технология обеспечивает проведение 9 плавок вместо 5-ти стандартным способом до разрушения футеровки кристаллизатора). При этом экономится значительное количество огнеупоров. Новая технология позволяет также осуществлять десульфурацию металла в приемлемых пределах без дополнительных затрат.The optimization of the processes of deoxidation, alloying, modification and refining of melts achieved thanks to the claimed method and device reduces the time for averaging the mass of metal in the ladle by temperature and chemical composition, and this, in turn, helps to accelerate the processes of further metal processing in continuous steel casting machines. As a result, the throughput of the mold increases (the new technology provides 9 melts instead of the 5 standard methods until the mold of the mold is destroyed). This saves a significant amount of refractories. The new technology also allows desulfurization of the metal to an acceptable extent at no additional cost.

По данным расчета экономического эффекта от использования ИДУ в условиях металлургического производства, выполненного ФТИМС НАН Украины (№87/99-10 от 05.02.2003 г.), экономия средств при внепечной обработке углеродистой стали посредством ИДУ составляет от 5,6 до 7,5 долл. на 1 тонну. Учитывая конструкторско-технологическую доработку предлагаемого технологического процесса применительно к производственно-технологическим условиям конкретного металлургического предприятия, имеющего в своем составе два сталеплавильных агрегата емкостью по 350 т с годовым объемом производства конвертерной углеродистой стали в размере 1 млн.т, удельные проектные затраты составляют, в среднем, 0,25 долл./т. Годовая экономия при производстве стали с использованием ИДУ за вычетом затрат на проектирование составляет:According to the calculation of the economic effect of the use of IMU in the conditions of metallurgical production performed by the FTIMS NAS of Ukraine (No. 87 / 99-10 of 05.02.2003), the cost savings during out-of-furnace processing of carbon steel by means of the IMU is from 5.6 to 7.5 dollars per 1 ton. Considering the design and technological refinement of the proposed technological process in relation to the production and technological conditions of a particular metallurgical enterprise, which includes two steelmaking units with a capacity of 350 tons each with an annual production volume of carbon steel in the amount of 1 million tons, the specific project costs are on average , $ 0.25 / t. The annual savings in steel production using the IMU, net of design costs, are:

(6,5-0,25)×1 млн.т = 6,25 млн. долл.(6.5-0.25) × 1 million tons = $ 6.25 million

Однако наибольшую эффективность ИДУ показывает на низколегированном (трубном) сортаменте, а также при обработке сталей специального назначения и автолиста. В этом случае экономия может составлять до 10 долларов на 1 т стали.However, the IMU shows the greatest efficiency in the low-alloy (pipe) assortment, as well as in the processing of special-purpose steels and autobench. In this case, the savings can be up to 10 dollars per 1 ton of steel.

Использование передвижного модуля исключит из технологического процесса операцию, связанную с транспортировкой ковша с расплавом к установке доводки металла и устранит необходимость перегрева стали перед ее выпуском из плавильного агрегата.The use of a mobile module will exclude from the process the operation associated with transporting the molten bucket to the metal finishing unit and eliminate the need for steel overheating before it is discharged from the melting unit.

Значительным преимуществом предложенной технологии ввода реагентов является улучшение экологической ситуации в цехе за счет уменьшения угара реагентов, в частности ферросплавов, и связанных с этим выбросов вредных газов в атмосферу.A significant advantage of the proposed technology for introducing reagents is to improve the environmental situation in the workshop by reducing the waste of reagents, in particular ferroalloys, and the associated emissions of harmful gases into the atmosphere.

Промышленная пригодность этого технического решения подтверждена изготовлением опытного образца устройства, который проходит испытания на базе профильного научно-исследовательского института.The industrial suitability of this technical solution is confirmed by the manufacture of a prototype device, which is being tested on the basis of a specialized research institute.

Такая технология не требует сложного оборудования, а заявленный передвижной модуль может быть изготовлен и использован на любом металлургическом заводе.This technology does not require sophisticated equipment, and the declared mobile module can be manufactured and used at any metallurgical plant.

Источники информацииInformation sources

1. А.с. СССР № 1471053, кл. F27D 3/15, опубл. 07.04.1989, бюл. № 13.1. A.S. USSR No. 1471053, class F27D 3/15, publ. 04/07/1989, bull. Number 13.

2. Патент РФ № 2022039, кл. C22B 9/02, опубл. 30.10.1994, бюл. № 20.2. RF patent No. 2022039, cl. C22B 9/02, publ. 10/30/1994, bull. Number 20.

3. Патент РФ № 2082765, кл. C21C 7/06, опубл. в бюл. № 18 за 1997 г.3. RF patent No. 2082765, cl. C21C 7/06, publ. in bull. Number 18 of 1997

4. А.с. СССР № 518521, кл. C21C 7/00, опубл. 25.06.1976, бюл. № 23.4. A.S. USSR No. 518521, class C21C 7/00, publ. 06/25/1976, bull. Number 23.

5. А.с. СССР № 655730, кл. C21C 7/00, опубл. 05.04.1979, бюл. № 13.5. A.S. USSR No. 655730, class C21C 7/00, publ. 04/05/1979, bull. Number 13.

6. Патент РФ № 2148658, кл. C21C 7/00, опубл. в бюл. № 13 за 2000 г.6. RF patent No. 2148658, cl. C21C 7/00, publ. in bull. No. 13 of 2000

7. Патент Украины № 53484 А, кл. C21C 7/00, 7/04, 7/06; C22B 9/00, 9/10, опубл. 15.01.2003, бюл. № 1 - прототип.7. Patent of Ukraine No. 53484 A, cl. C21C 7/00, 7/04, 7/06; C22B 9/00, 9/10, publ. 01/15/2003, bull. No. 1 is a prototype.

Claims

1. A mobile module for the integrated processing of metal in a ladle, containing a working fluid, which is a jet-vortex mixer in the form of a container made of horizontal walls in a shell filled with a dosed quantity of horizontally layer-by-layer placed at least one set of reagents, with a jet propulsion generating pulsed -reactive spirally swirling gas-liquid jets of reagents in the melt, with the working fluid concentrically and rigidly fixed to a vertical support with the possibility of reciprocating stupid movement in the vertical direction by means of a manipulator, characterized in that it is equipped with a sorption-refining system located above the working fluid and coaxially with it to remove non-metallic inclusions and slag and a feed system to the bucket correcting the chemical composition of the melt of the reagents, while the shell is made with stepwise changing thick and serves as a heat shield of the horizontal layers of reagents, the jet propulsor is made in the form of two located on a vertical support above the container and below it of reactors, each of which consists of a kinetic energy source in the form of a reagent with an evaporation temperature lower than the melt temperature, and guiding elements for forming jet jets, as well as a stepped heat shield covering them, the manipulator is made in the form of a console moving in the vertical direction, having the ability to rotate around a vertical axis and provided with fastening elements at the free ends, a sorption-refining system for removing non-metallic inclusions and slag contains working body, fixed by at least two rigid rods on the console, with the possibility of reciprocating movement in the vertical direction regardless of the movement of the working fluid in this direction and rotation around the vertical axis similarly and synchronously with the rotation of the manipulator, the system for feeding additives correcting the chemical composition of the bucket made in the form of mini-hoppers-dispensers installed on the rotary console, while all the nodes of the mobile module are mounted on an electrically driven wheeled platform with a column on which the above-mentioned electric consoles are mounted.

2. The mobile module according to claim 1, characterized in that the vertical support of the working fluid is made in the form of a lined steel pipe.

3. The mobile module according to claim 1, characterized in that the rigid rods of the sorption-refining system are hollow in the form of lined steel pipes, inside which a sampler and a thermal probe are placed.

4. The mobile module according to claim 1, characterized in that the bottom of the working body of the sorption-refining system is equipped with an external protective aluminum washer.

5. The mobile module according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional working fluid, the aforementioned consoles are made of two shoulders and a working fluid is located on each shoulder.