RU30142U1

RU30142U1 - Vacuum Circulator

Info

Publication number: RU30142U1
Application number: RU2003105938U
Authority: RU
Inventors: И.М. Шатохин; А.Л. Кузьмин
Original assignee: Шатохин Игорь Михайлович; Кузьмин Александр Леонидович
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2003-06-20

Description

М.кл7С21С7/10M.kl7S21S7 / 10

Циркуляционный патрубок вакууматора.Vacuum circulation pipe.

Полезная модель относится к черной металлургии, в частности к устройствам для циркуляционного вакуумирования при внепечной обработке жидкого металла.The utility model relates to ferrous metallurgy, in particular to devices for circulating evacuation during out-of-furnace treatment of liquid metal.

Известны циркуляционные погружные патрубки для вакууматоров циркуляционного вакуумирования, используемых при проведении вакуумной обработки металла методом RH.Known circulating submersible nozzles for vacuum evacuators used in vacuum processing of metal by the RH method.

Эти патрубки соединены с корпусом вакууматора, причем всасывающий патрубок как правило снабжен средствами для инжектирования в расплав продувочного агента, см. А.Я. Поволоцкий и др. «Внепечная обработка стали, Москва, МИСИС, 1995г., с. 86-89.These nozzles are connected to the case of the vacuum chamber, and the suction nozzle is usually equipped with means for injecting a purge agent into the melt, see A.Ya. Povolotsky et al. “Out-of-furnace steel processing, Moscow, MISIS, 1995, p. 86-89.

Основным недостатком этих патрубков является сравнительно невысокая пропускная способность, что снижает эффективность обработки металла.The main disadvantage of these pipes is the relatively low throughput, which reduces the efficiency of metal processing.

Прототипом полезной модели является футерованный погружной патрубок для вакууматоров, работающих по схеме процесса REDA, см. «Development of new secondary refining process - REDA (REDAпроцесс внепечного рафинирования стали), Aoki Н., Kitamura S., iVliyamoto К., Iron and Steelmaker. (Technologies for Producing the Ultra Low Carbon and Nitrogen Steel in RH Degasser, 1999. 26, № 7. C. 1721 (англ.)The prototype of the utility model is a lined immersion nozzle for vacuum cleaners operating according to the REDA process scheme, see “Development of new secondary refining process - REDA (REDA process of out-of-furnace steel refining), Aoki N., Kitamura S., iVliyamoto K., Iron and Steelmaker. (Technologies for Producing the Ultra Low Carbon and Nitrogen Steel in RH Degasser, 1999.26, No. 7. C. 1721

Этот патрубок, соединен с вакуумной камерой вакууматора, и выполнен в виде цилиндрической обечайки с сечением в плане в виде кольца. Циркуляция металла через вакууматор создается за счет асимметричной продувки, относительно продольной оси симметрии погружного патрубка (и вакууматора).This pipe is connected to the vacuum chamber of the vacuum cleaner, and is made in the form of a cylindrical shell with a cross-section in plan view in the form of a ring. The metal is circulated through the vacuum vessel due to asymmetric blowing, relative to the longitudinal axis of symmetry of the immersion pipe (and the vacuum device).

Недостатком этого патрубка является то, что в нем при циркуляции расплава происходит взаимодействие противоположно направленных восходящего и нисходящего циркуляционных потоков расплава. Это обусловлено формой его проходного сечения, которое имеет в плане форму круга. Вследствие этого в патрубке, в области примыкания противоположно направленных потоков происходит интенсивная турбулизация струй их пограничных слоев, что приводит к диссипации кинетической энергии этих потоков. Это снижает скорость циркуляции обрабатываемого металла через вакууматор, ухудшает перемешивание расплава в ковше и в целом снижает качество металла и эффективность вакуумной обработки.The disadvantage of this nozzle is that in it, during the circulation of the melt, the interaction of oppositely directed upward and downward circulation flows of the melt occurs. This is due to the shape of its bore, which has a circular shape in plan. As a result of this, in the nozzle, in the adjoining area of oppositely directed flows, intense turbulence of the jets of their boundary layers occurs, which leads to the dissipation of the kinetic energy of these flows. This reduces the speed of circulation of the treated metal through the vacuum vessel, impairs the mixing of the melt in the ladle, and generally reduces the quality of the metal and the efficiency of the vacuum treatment.

Задачей, решаемой полезной моделью является повышение качества металла и эффективности вакуумной обработки.The problem solved by the utility model is to improve the quality of the metal and the effectiveness of the vacuum treatment.

Решение указанной задачи, обеспечено тем, что, циркуляционный патрубок вакууматора, включающий футерованный цилиндрической корпус, согласно полезной модели, футерованный корпус выполнен в виде эллиптического цилиндра с сечением в плане в виде правильного кольцевого овала.The solution to this problem is provided by the fact that the circulation pipe of the vacuum device, including a lined cylindrical body, according to a utility model, the lined body is made in the form of an elliptical cylinder with a cross-section in the plan in the form of a regular ring oval.

В предпочтительных вариантах выполнения, в боковой стенке футерованного корпуса выполнены продувочные фурмы с выходными срезами, расположенными на его внутренней поверхности и расположенные симметрично относительно вертикальной плоскости проходящей через большую ось внутреннего овала горизонтального сечения корпуса; выходные срезы продувочных фурм расположены на расстоянии от нижнего среза корпуса, составляющей 0,1 - 0,15 его высоты; в поперечном сечении проекции фурм расположены симметрично по обе стороны большего диаметра со стороны одного из полюсов овала поперечного сечения корпуса, при этом оси оппозитных фурм, расположенных в противоположных стенках сориентированы из условия их пересечения на большей оси этого овала, причем в плоскости сечения, расстояние от внутренней поверхности патрубка до точки пресечения осей крайних фурм на оси большого диаметра составляет не более чем на 1/3 длины этого диаметра.In preferred embodiments, purge lances are made in the side wall of the lined housing with outlet sections located on its inner surface and located symmetrically with respect to the vertical plane passing through the major axis of the inner oval of the horizontal section of the housing; output sections of the blowing tuyeres are located at a distance from the lower cut of the body, component 0.1 - 0.15 of its height; in the cross section of the projection of the tuyeres are located symmetrically on both sides of a larger diameter from one of the poles of the oval of the cross section of the body, while the axes of the opposing tuyeres located in opposite walls are oriented from the condition of their intersection on the larger axis of this oval, and the distance from the inner surface of the pipe to the point of suppression of the axes of the extreme tuyeres on the axis of a large diameter is not more than 1/3 of the length of this diameter.

За счет предложенного выполнения погружного патрубка обеспечивается повышение скорости циркуляционных потоков расплава при его обработке в вакууматоре, соответственно повышается эффективность и качество вакуумной обработки расплава.Due to the proposed implementation of the submersible nozzle, an increase in the speed of the circulating flows of the melt is ensured during its processing in the vacuum vessel, and the efficiency and quality of the vacuum processing of the melt accordingly increase.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:The utility model is illustrated by drawings, where:

На фиг.1. изображен общий вид вакууматора в рабочем положении (продольный разрез); на фиг.2.сечение А-АФИГ.1.In figure 1. depicts a General view of the vacuum in the working position (longitudinal section); figure 2.section A-AFIG.1.

Циркуляционный патрубок вакууматора, состоит из цилиндрического футерованного корпуса 1 с сечением в плане в виде правильного овального кольца. В стенке корпуса 1, по крайней мере на одном уровне, выполнены продувочные фурмы 2 с выходными срезами, расположенными на внутренней поверхности корпуса 1 и расположенные симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через большую ось овала в горизонтальном сечении патрубка.The circulation pipe of the vacuum cleaner consists of a cylindrical lined housing 1 with a cross-section in the plan in the form of a regular oval ring. In the wall of the housing 1, at least at one level, purge lances 2 are made with outlet sections located on the inner surface of the housing 1 and located symmetrically with respect to the vertical plane passing through the major axis of the oval in the horizontal section of the pipe.

Предпочтительно, чтобы выходные срезы продувочных фурм были расположены на расстоянии от нижнего среза корпуса, составляющем 0,1 - 0,15 его высоты. Кроме того, в поперечном сечении проекции фурм должны быть расположены симметрично по обе стороны большего диаметра со стороны одного из полюсов овала поперечного сечения корпуса, при этом оси оппозитных фурм, расположенных в противоположных стенках патрубка должны быть сориентированы из условия их пересечения на большей оси этого овала. Для обеспечения асимметричных условий продувки необходимо, чтобы в плоскости поперечногоPreferably, the output sections of the purge tuyeres are located at a distance from the lower section of the housing, comprising 0.1 to 0.15 of its height. In addition, in the cross section of the projection of the tuyeres should be located symmetrically on both sides of a larger diameter from one of the poles of the oval of the cross section of the body, while the axis of the opposing tuyeres located in opposite walls of the pipe should be oriented from the condition of their intersection on the larger axis of this oval . To ensure asymmetric purge conditions, it is necessary that in the plane of the transverse

сечения патрубка, расстояние от его внутренней поверхности до точки пресечения осей крайних фурм на оси большого диаметра овала поперечного сечения составляло не более чем 1/3 длины его большого диаметра. Работа устройства осуществляется следующим образом.section of the pipe, the distance from its inner surface to the point of suppression of the axes of the extreme tuyeres on the axis of the large diameter of the oval of the cross section was no more than 1/3 of the length of its large diameter. The operation of the device is as follows.

В рабочем положении корпус 1 погружного патрубка вакууматора 3 опущен в расплав металла в ковше 4. При подаче в ковш 4 и продувочные фурмы 2 патрубка 1 инертного газа, в расплаве образуется поток газо-металлической смеси с пониженной плотностью, который поднимается по патрубку 1 и поступает в проточную ванну вакууматора 3 где, освобождаясь от газа, утяжеляется и под действием веса в виде дегазированного потока расплава истекает через патрубок 1 в ковш 4. Этим обеспечивается непрерывная циркуляция расплава через патрубок 1 в ковше 4 и вакууматоре 3.In the operating position, the housing 1 of the immersion nozzle of the vacuum vessel 3 is lowered into the molten metal in the bucket 4. When inert gas is supplied to the bucket 4 and the blowing lances 2, the inert gas stream is formed in the melt, which rises along the nozzle 1 and enters into the flow bath of the vacuum vessel 3, where, being freed from gas, it becomes heavier and under the influence of weight in the form of a degassed melt stream flows through the pipe 1 to the bucket 4. This ensures continuous circulation of the melt through the pipe 1 in the bucket 4 and the vacuum 3.

По сравнению с прототипом , за счет овальной в плане формы циркуляционного патрубка восходящий и нисходящий потоки расплава располагаются на большем удалении друг от друга. Это значительно снижает взаимовлияние потоков и повышает пропускную способность патрубка. Кроме того, за счет более стесненных (по сравнению с прототипом) условий расширения по мере подъема продувочного газа, увеличивается кинетическая энергия потоков, что повышает степень гомогенизации расплава за счет обеспечения более интенсивного перемешивания расплава в ковше.Compared with the prototype, due to the oval shape of the circulation pipe, the ascending and descending melt flows are located at a greater distance from each other. This significantly reduces the mutual influence of flows and increases the throughput of the pipe. In addition, due to more constrained (compared with the prototype) expansion conditions as the purge gas rises, the kinetic energy of the flows increases, which increases the degree of homogenization of the melt due to more intensive mixing of the melt in the ladle.

Использование предложенной полезной модели позволяет обеспечить повышение эффективности вакуумной обработки расплава с повышением качества металла.Using the proposed utility model makes it possible to increase the efficiency of vacuum processing of the melt with increasing the quality of the metal.

Claims

1. The circulation pipe of the vacuum device, including a lined cylindrical body, characterized in that the lined body is made in the form of an elliptical cylinder with a cross-section in the plan in the form of a regular annular oval.

2. The circulation pipe according to claim 1, characterized in that in the side wall of the lined housing there are purge tuyeres with outlet sections located on its inner surface and located symmetrically with respect to the vertical plane passing through the major axis of the inner oval in the horizontal section of the housing.

3. The circulation pipe according to claims 1 and 2, characterized in that the output sections of the purge tuyeres are located at a distance from the lower section of the body, comprising 0.1-0.15 of its height.

4. The circulation pipe according to claims 1 to 3, characterized in that in the cross section of the projection of the tuyeres are located symmetrically on both sides of a larger diameter from one of the poles of the oval cross-section of the housing, while the axes of the opposing tuyeres located in opposite walls are oriented from the condition their intersections on the major axis of this oval, and in the section plane, the distance from the inner surface of the pipe to the point of suppression of the axes of the extreme tuyeres on the axis of a large diameter is no more than 1/3 of the length of this diameter.