Желоб
СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК
36Ю. :C 21 В 7/14
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕЙИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3363633/22-02 (22) 11. 12. 81 (46) 23.04.83. Бюл. М l5 (72у А.Б. Гловацкий, В.А. Карножиц. кий и И.А. Круглов (71) Днепродзержинский ордена Трудо.аого Красного Знамени индустриальный институт им. И.И. Арсеничева (53) 669.162.266.2 (088.8 )
:(56 1. Авторское свидетельство СССР и 668000, кл. С 2l В 7/12, 1979.
2. Авторское свидетельство СССР 691492, кл. С 21 B.7/12, 1979.
3. Ефименко Г.Г. Металлургия чугуна. Киев, "Вища школа", 1981,, с. 364-367.
„„5U„,„101 3484 А (54)(57у ЖЕЛОБ, включающий футерован- ный металлический кожух с вмонтиро» ванной скиммерной перегородкой и носки для слива чугуна и шлака, о t - . л и ч а ю шийся тем, что, -.с целью повышения эффективности разделения шлака и металла, скиммерная перегородка выполнена с наклонной стен:. кой, обращенной к летке под углом
10-40о.!
20
1 1О
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для разделения шлака и металла.
Изйестно устройство для разделения чугуна и шлака, которое представляет собой желоб, снабженный скиммерной перегородкой с разделителем, выполненным в виде полки с наклоном верхней ее поверхности в сторону, противоположную скиммерной плите Г13 .
И э ве стен та кже гла вный желоб, доменной печи, снабженный в конце ловушкой со скиммером, причем сливной носок желоба для чугуна расположен ниже сливного носка желоба для шлака на высоту желоба для чугуна 2 1 .
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному устройству являетс?я желоб для выпуска жидких продуктов плавки, применяемой на доменных пе" чах металлургических заводов, включающий футерованный кожух, в который вмонтирована скиммерная перегородка, а также носки для слива шлака и чугуна 3 .
Одним из недостатков применяемых желобов является-малоэффективное разделение шлака и чугуна.
Причина указанного недостатка заключается в том, что при конструировании желоба работу последнего представляют как работу отстойника, снабжая его для разделения шлака и чугуна поперечной перегородкой, имеющей вертикальные боковые стенки и образующей с днищем желоба канал для перетока металла.
В несостоятельности такого пред" ставления можно убедиться, рассмотрев гидродинамику процесса перемещения чугуна и шлака по желобу известной конструкции.
Вырывающаяся из летки доменной печи струя чугуна эмульгирует находящийся на поверхности металла шлак, образуя шлакометаллическую эмульсию.
При движении последней в сторону перегородки происходит некоторое разделение перемешанных металла и шлака эа счет их разности в плотности с образованием придонного слоя чистого чугуна, промежуточного, насыщенного шлаком„ и верхнего, состоящего и иэ шлака. Встречая на пути движения стенку скиммерной перегородки, проме.жуточный слой дробится на несколько потоков. Поток, направленный вверх, 13484 2 выходит на поверхность, смешиваясь со слоем шлака, и вовлекает его в движение по направлению к летке доменной печи.
Поток, направленный вниз, смешивается с придонным слоем, обогащая последний шлаком, и перетекает под скиммерной перегородкой. Вследствие этого шлак беспрепятственно попадает
10 в чугуновозный ковш.
Таким образом, особенности гидродинамических условий, заключающихся в наличии направленных циокуляционных потоков жидких продуктов, плавки имеющих место при перемещении их по желобу известной конструкции, не позволяют характеризовать его как отстойник и добиться высокоэффективного разделения шлака и металла, применив для этого перегородку с вертикальными стенками.
Целью изобретения является повышение эффективности разделения шлака и металла.
Поставленная цель достигается тем, что в желобе, содержащем футерованный металлический кожух с вмонтированной скиммерной перегородкой и носки для слива чугуна и шлака, скиммерная перегородка выполнена с наклонной стенкой, обращенной к летке под углом 10 - 40о.
Исполнение скиммерной перегородки в виде косоугольной призмы позволяет установить на пути движения слоя насыщенного шлаком, наклонную поверхность (грань ), посредством которой удается обеспечить встречу его co скиммерной перегородкой без образования нисходящего потока, т,е. на40 править движение насыщенного шлаком слоя вверх.
Следовательно, за счет предлагае мого изменения конструкции желоба появляется возможность создать в последнем также условия циркуляции слоев при. их совместном перемещении по желобу, при которых не возникает их смешивания йри встрече со скиммерной перегородкой, а происходит лишь разделение. Причем нижний .слой перетечет под перегородкой, а верх. ний слой будет участвовать в перемещении слоя шлака, находящегося в желобе, в сторону леточного отверстия.
Диапазон 10-40 наклона грани перегородки определен из условий как наилучшего разделения шлака и металла, так и обеспечения оптимальности
Размер нижней части перегородки1 град.
Количество опилок в ковше для слива, г
КоличестНаклон стенки
Полнота отделения, Количество опилок в ковше для сли ва, r
Наклон стенки перегородки град, олнота во опилок в желобе, Г тделеия, 3 перегородки, град.
45,7
164
300
46,7
140
0 3
300
150
145
48,3
0,5
78
300
0 74
46,0 138
30
300
45,3
0 136
0 138
0 142
0 145
0,99
300
46,0
300
12
47,0
1 73
300
48,3
2,3
Ф»
3 10 конструкции перегородки (несложного изготовления, футеровки и ремонта ).
Так, наименьший угол наклона 10о определен как предел, увеличение которого резко повышает эффективность разделения шлака и металла.
Наибольший угол 40 наклона грани определен как предел, увеличение которого не обеспечивает значительного роста полноты разделения жидких продуктов плавки, но значительно ус ложняет ремонт футеровки нижней части перегородки. !
На чертеже изображен желоб, поперечный разрез.
Желоб состоит из металлического кожуха 1, футеровки 2, скиммерной перегородки 3, образующей с днищем канал 4 для перетока металла и имеющей сторону 5, наклоненную к вертикали под углом 10 - 40 .
Желоб работает следующим образом.
Чугун, выпущенный из печи, запояняет желоб на высоту Н. вытекающий.. з печи шлак собирается.на поверхости чугуна в желобе и, попадая под струю металла, дробится, образуя шлакометаллическую эмульсию. По-.
Предлагаемая конструкция
13484 4 следняя, двигаясь к перегородке, разделяется на придонный слой чистого чугуна (Н„), промежуточный слой, обогащенный вкраплениями шлака (Н 2) и слой чистого шлака (H ). При встре. че с перегородкой приданный слой перетекает по каналу 4. Промежуточный слой, обогащенный шлаком, за счет наклона стенки перегородки без
1в дробления на потоки изменяет направление движения в сторону слоя шлака.
Таким образом, встреча потоков с перегородкой происходит без дробле-. ния и отражения промежуточного слоя, и а также без смешения его с нижним слоем, что позволяет повысить эффективность разделения шлака и чугуна.
Проводили моделирование процесса разделения шлака и чугуна. В качест в ве чугуна использовали воду, а в качестве шлака - опилки. Размеры моде-. ли с соблюдением герметического подобия соответствовали желобу доменной печи объемом 1719 м З. Наклон стенки перегородки изменили от 0 до
60 . Опыты производили на моделях желобов известной и предлагаемой конструкции. Полученные результаты сведены в таблицу.
Известная конструкция
222 - 205 = 17 мин
Составитель Н. Савчук
Редактор О. Половка . Техред JI.Ïåêàðü Корректор, М. Демчик
Заказ 2944/34 Тираж 566 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иЪобретений и открытий
113035, Москва, П-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
S 10134
Из таблицы видно, что полнота разделения в предлагаемом устройстве намного выше, чем в известном. Угол наклона грани перегородки можно считать оптимальным в пределах 10 - 40 .
Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения может быть подсчитан, исходя из снижения себестоимости одной тонны стали, выплав. ленной в мартеновской печи. l0
Из заводского опыта известно, что в миксер попадает 7-83 шлака от количества заливаемого чугуна,. а 10-153 серы шлака, находящегося в миксере, переходит в чугун. Следовательно, 1у если залить в миксер.600 т чугуна с содержанием серы 0,0293, а содержание серы в шлаке равно 23, то nqcле частичного перехода серы в чугун содержание ее в металле составит
0,0433.
Если за счет увеличения степени разделения шлака и чугуна на желобе уменьшить попадание шлака в миксер на 53, то при прочих равных условиях содержание серы в металле составит
00334
Следовательно, применение желоба предлагаемой конструкции позволяет нещ допустить повышения содержания серы в чугуне, залитом в миксер, что
84. d аналогично снижению содержания серы, в металле, заливаемом в сталеплавиль" ную печь на 0,013.
Результатами проводимых сравнительных плавок стали марки Св08А в мартеновской печи, используя чугун с различным содержанием серы, установлено, что применение чугуна с содержанием серы 0,0293 вместо 0,0433 снижает длительность плавки с, 222 мин до 205 мин.
Известно, что снижение продолжительности плавки в 100"тонной мартеновской печи на уменьшает себестоимость 1 т жидкой стали на 2 руб.
Этими данными подтверждается высо. кая технико.-экономическая эффективность предлагаемого технического решения. Помимо этого, использование желоба предлагаемой конструкции поз-. волит отказаться от традиционных трудоемких и дорогостоящих процессов удаления шлака с поверхности чугуна перед использованием его в сталеплавильных агрегатах, повысить стойкость. футеровки чугуновозов, уменьшить случаи выхода из строя ковшей в результате зарастания горловины, повысить межремонтный срок чугуновозов.
