Способ скачивания шлака

 

СГЮСОБ СЗ ЧИВАНИЯ ШЛА КА с поверхности жидкого метаппа, вкпк чающий накпон метаппургической емкости в принудительное перемещение шпака через спивное отверстие, отличающийся тем, что, с цепью бопее полного удаления шпеиса и уменьшения потерь металла, метаппургическую емкость наклоняют до положения уровня метапла выше уровня сливного отверстия, а попу-. чаемую разность уровней компенсируют путем приложения к поверхности металла взаюлно пересекающихся электрического тска и магнитного поля, максимум взаимодействия которых совпадает с серед1Н ной. основания сливного отверстия. СО с: о со К1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

yöð С 21 С 5/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ, (21 ) 3382899/22-02 (22) 21.01.82 (46) 07.05.83. Бюп. % 17 (72) А.А. Соколов (71 ) В сесоюэный научно-исспедоватеньокий проектно-конструкторский технопоги.т; ческий институт.механизапии труда в чар ной метаппургии и ремонтн механичесг ких работ (53) 669.187.25 (088.8) (56) 1. Аэиков Б.А. Механиэапия удапения шпака при производстве стапи..

Черметинформапия. Сер. 6, N., 1971, %5 с.5.

2,. Заявка ФРГ Ж 2557362, -кп. С 21 С 1/00, 1977.

„„SU„„1016371 A (54)(57) СПОСОБ С;КАЧИВАНИЯ ШЛА

КА с поверхности жидкого метаппа, вкпючаюший накпон метапнургической емкости и принудитепьное перемещение шлака через спивное отверстие, о т п и ч а ю.щ и и с .я тем, что, с пепью бопее попного удаления шлака и уменыпения потерь метаппа, метаппургическую емкость наклоняют до попожения уровня метаппа выше уровня спивного отверстия, а попу-, чаемую разность уровней компенсируют путем припожения к поверхности метаппа взаимно пересекающихся эпектрического тока и магнитного попя, максимум вза- . имодействия которых совпадает с середи ной. основания сливного отверстия.

1018371

Изобретение относится к металпургии и может быть испопьзовано дпя удаления шпака с поверхности расплавленного ме» талла из металлургической емкости.

Известен способ скачивания шлака из дуговых печей, закпючающийся в накпоне печи и присаживании жидкого чугуна в метапп в период кипення, что вызывает вспенивание и повышение уровня шпака, который самотеком сливается через поpor рабочего окна в шпаковню (1).

Этот способ обеспечивает уаапение топько 40-50% шлака, а оставшийся шпак скачивается гребками, при этом затрачивается тяжепый, ручной .и мапопроизводительный труд.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому резупьтату к изобретению явпяется способ скачивания шпака с поверхности жидкого метаппа, вкпючающий накпон металпургической емкости и принудительное перемещение шлака через спивное отверстие (2).

Применение струй газа дпя прйнудитепьного перемещения шлака приводит к его разбрызгиванию и некоторому охпаждению метаппа. Испопьзование для удапения шлака гребков приводит к необходимости частой их замены, испопьзования ручного труда ипи специапьных, спожных приводов для управпения движением гребков. Кроме того, попное и эффективное удаление шлака гребком невозможно, так как при тонком сное шпака вместе с ним захватывается и удапяется металл. Невозможность полного и быстрого удапения шлака в значительной степени препятствует нормапьной деформации метаппа.

Бепью изобретения является бопее попное удаление шпака и уменьшение потерь метаппа.

Поставпенная цепь достигается тем что согласно способу сжачивания шпака с поверхности жидкого металла, вкпючающдго наклон, металпургической емкости и принудительное перемещение шпака через . спивное отверстие, метаппургическую ем« кость накпоняют до попоженйя уровни метаппа выше уровня сливного отверстия, а получаемую разность уровней компенсиру ют путем припожения к поверхности металпа взаимно-пересекающихся эпектри» ческого тока и магнитного попя, максим ум взаимодействия которых совпадает с серединой основания спивного отверстия

Взаимодействие эпектрического тока и магнитного попя приводит к возникновению обьемных электромагнитных (пондеромоторных) сип. Воздействие пондеромоторных сип в районе спивного отверстия металпургической емкости приводит к возникновению в жидком метаппе перед спивным отверстием вогнутости

5 ипи так называемой потенциапьной ямы, т.е. возникает такое попожение, когда пондеромоторные силы создают давление, уравновешивающее гидростатическое давпение расппавленного металла в потенци10.альной яме. Добиваясь путем наклона ме таппургической емкости совмещения основания потенциальной ямы с серединой основания сливного отверстия, поцучают превышение уровня метапла в метаплур-

IS гической емкости, а спедоватепьно, и уровня шлака над уровнем сливного отверстия. Это приводит к истечению шлака с поверхности расплавпенного металц через потенциапьную яму и спивное от20 верстие метаплургической емкости в шпаковый сборник.

На фиг. 1 и 2 представпвны схемы реализации способа.

Пример. Осуществить предпожен5 ный способ можно, например, с помощью индукционного ввода в жидкий метапл электрического така и создания индуктором амагнитного попя.

Над стенкой (фиг. 1) метапцургичесЗ0кой емкости 1 в спивном отверстии устанавнивается эпектромагнитный индуктор .

2, который представпяет собой катушку, состоящую из нескопьких расцоложенных друг scene друга изопированны, водоох-

M паждаемых витков, Снаружи эпектромагнитный индуктор 2 покрыт слоем огне- упорной футеровки 3. При подкпючении индуктора 2 к источнику эпектрического тока вокруг витков (фиг. 2) образуется

40 магнитное попе В, направнение которого определяется известным правипом буравчика, В то же время в расплавпенном метаппе индуктируется ток 3 и>р, направление которого противопоцожно на- .

45 правлению тока в витке индуктора. Взаимодействие индуктированного тока Д „а, с магнитным полем В приводит к возник» новению эпектромагнитной сипы F, направпение действия которой опредепяется зауконом Ленца. Суммарное воздействие электромагнитных сил F создает опредепенное давпение в метаппе, и при фиксированном попожении индуктора в жидком металле образуется потенциапьная яма.

SS Для того, чтобы увеличить эффективность образования потенциапьной ямы, т.е. увепичить ее размеры и.жесткость, необходимо применять высокую частоту тока (до 300 Гц), так как при этом происхо-:

Ф

3 1016371 .. 4 . цит концентрирование электромагнитных где p. -. магнитная пронийаемость; сип поверхностного слоя металла.,Ь - магнитная постоянная;

Затем путем наклона металлургической 3 - ток индуктора; емкости 1 осуществляется совмещение . и, — ток, индуктируемый в жидком основания. потенциальной ямы с основани- метаппе; ем спивного отверстия, в результате че- Ь вЂ” длина индуктора; .

ro получается превышение уровня металла Г - расстояние от индуктора до пэнад уровнем сливного отверстия. Это верхности потенциальной ямы. приводит к истечению шпака с поверхности При этом металла через потенциальную яму и слив- 10

1 = 2 Жи, (.g) ное отверстие в шлаковый сборник.

Производ итепьность предложенного сцо- .где R - средний радиус витков индуктора;, соба может быть оценена следующим об- и - количество витков индуктора., разом. Сила гицростатического давления в

Расход шпака. через щель, образован, >5 металле на глубине ную апектромагнитным индуктором и слив ной горповиной, определяется формулой: . Р = Уц 9у ( 0®=47<42.g(N-Ü ) ()) где 9щ - удепьннй вес металла; ие - глубина потенциальной ямы, фф циент расхода 30 Отнеся давление в металле Р к пл

mens поверхности потенциальной ямы

- УскоРение свободного падениЯ; Я = 0,5 м и подставляя это о ..оше е

ВМесТо сипы Р в формулу (5), onpegep уровнем спивной горловины; ф с - высота mens. 25

При этом плошадь щепи определяется . по ф-пе щ с i (2) где  — шири:а щели.

В процессе истечения шпака расход его уменьшается, а средний расход т

Тогда можно принять 3 = 5 PKz3;.

Эрнд 0,5 К Д.

Для предотвращения расплавления мецных трубок индуктора цод действием теп лового потока от шпака и металла и для компенсации теплового действия тока необходимо применение водяного охлаждения инцуктора.

;гдето „- максимальный расход;

Q минимальный pBcxog.

Зададим для Ящ охН 0,3 м, а дпя QL4W1N H 0,11 м

Объем шпака в металлургической ем- 40 кости

Ф ц) щ " (4) где 5 - площадь поверхности шлака;

- высота слоя шлака. 45

Принимаем . Вщ = 9,42 м, .Ь =0,1 м.

Тогда время спива шпака

+«М /Ц,цср=- 31,1 (c)

Оценим ток, который необходимо пропускать по апектромагнитному инцуктору для образования потенциальной ямы, обес-: печивающей полученную производительность, Сила взаимодействия между двумя проводникамн, по которым протекает ток, 55 .определяется формулой. Увеличивая ток, протекающий по индуктору, можно добиться такого попожения, когда при тех жэ размерах потенциальной ямы индуктор можно будет располагать иад жидким шпаком без соприкосновения с последним, что значительно увеличит эффективность предложенного способа.

Кроме описанного индукционного, можно использовать также кондукционный ввод эпечтрического тока в жицкий металл (через погруженные в металл апектроды). Электроды дпя кондукционного ввода в ж1щкий металл (чугун,сталь) раэ» .работаны, испытаны и показали достаточную надежность.

Применение концукционного ввоца алек. трического тока позволит значительно увеличить эффективность (размеры, ста- !

5 1016371 6 бипьность и др.) образования потенциапь 4. Простоту. Оборудование, применяеной ямы. мое дпя реализации предложенного спосо-, Испопьэование предлагаемого способа ба, весьма простое, и изготовление его скачнвания жидкого шпака обеспечивает не представляет труда. Необходимые испо сравнению с известными способами точники тока выпускаются отечественной следующие преимушества . промышленностью.

1. Воэможность наиболее полного уда- 5. Полную механизацию. Реализация

1 пения жидкого шлака с поверхности ме- предложенного способа позволяет поптаппа. Удельный вес металла почти на ностью механизировать процесс скачива1 порядок больше удельного веса шлака, 10 ния шпака, который сводится к вводу и поэтому последний практически весь сте .,фиксации электромагнитного индуктора в чет; Этот эффект будет еще усипиваться спивную горловину металлургической емповерхностным течением металла в ем- кости и последующему наклону емкости кости в сторону потенциальной ямы, воз на определенный угол в сторону слива. никаюшим под влиянием пондеромоторных lS Предложенный способ позволяет при соответствующей разработке необходимой

2. Предотвращение потерь металла аппаратуры осуществить автоматизацию при скачивании шлака. Это обеспечивается процесса скачивания шлака. спивным,воздействием объемных пондеро- 6. Высокую производительность, Обесмоторных сип, уравновешивающих гидро- 20 печивается текучестью жидкого шпака и статическое давление расплавленного ме-, разностью уровней шпака на поверхности таппа перед спивной горловиной метаппур . металла в металлургической емкости и в гической емкости. потенциальной яме.

3. Долговечность. При достаточно боль шом значении тока в электромагнитном 2$ Эффективность предложенного способа иидукторе процесс скачивания шпака мо- значительно увеличивается при испопьзо-, жет протекать беэ непосредственного кон- ванин принудительного удаления шпака из такта каких-либо элементов устройства . потенциальной ямы, например при (реализующего предложенный способ) с . помощи энергии сжатого газа вакуу- . высокотемпературными шлаком и метаппомщ ма и т.п.

ВНИИПИ Заказ 3322/27 Тираж 568 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4