×
27.02.2013
216.012.2b43

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА РАФИНИРУЮЩИМ ШЛАКОМ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к обработке металлического расплава рафинирующим шлаком. Устройство содержит открытую снизу, частично погружаемую в металлический расплав, емкость, в которой установлена огнеупорная перегородка, образующая рафинировочную камеру, расположенную ниже перегородки, и камеру шлакоприемника, расположенную выше перегородки. В перегородке выполнено закрываемое сверху пробкой отверстие сечением 0,01÷0,25 S, где S - площадь поперечного сечения рафинировочной камеры, для выдавливания через него отработанного шлака в камеру шлакоприемника. Огнеупорная перегородка может быть снабжена электропроводным элементом для повышения жидкоподвижности шлака путем электроподогрева. Использование изобретения обеспечивает получение стали повышенной чистоты за счет увеличения степени рафинирования стального расплава. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к обработке металлического расплава рафинирующим шлаком в относительно небольших индукционных печах и ковшах с предотвращением взаимодействия этого шлака с воздухом и с футеровкой печи или ковша.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, включающее открытую снизу емкость, частично погружаемую в металлический расплав, и расположенные внутри этой емкости рафинировочную камеру и камеру шлакоприемника для отделения от металлического расплава отработанного шлака, обеспечивающую возможность удаления с поверхности металлического расплава образующегося шлака. (Авторское свидетельство SU №992591).

Недостатком известного устройства, является то, что в нем предусмотрено закрывание камеры шлакоприемника с отработанным шлаком снизу предварительно погруженной в жидкий чугун пробкой, что не позволяет вести аналогичную обработку металлического расплава, например стали, с существенно более высокой температурой (1500-1750°С вместо 1300-1450°С у чугуна). При температурах, характерных для жидкой стали, будет наблюдаться значительный износ заранее погруженной в металлический расплав пробки, что будет препятствовать надежному закрыванию камеры шлакоприемника.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности отделения обогащенного вредными примесями отработанного шлака от металлического расплава с температурой выше 1500°С.

Технический результат при использовании устройства для обработки металлического расплава рафинирующим шлаком заключается в том, что обеспечивается возможность получения стали повышенной чистоты за счет увеличения степени рафинирования стального расплава от серы, фосфора, кислорода, азота, мышьяка, олова, свинца путем отделения отработанного шлака, обогащенного указанными примесями, от металлического расплава с температурой выше 1500°С.

Это достигается за счет того, что в известном устройстве для обработки металлического расплава рафинирующим шлаком, включающем открытую снизу емкость, частично погружаемую в металлический расплав, и расположенные внутри этой емкости рафинировочную камеру и камеру шлакоприемника для отделения от металлического расплава отработанного шлака, внутри емкости установлена огнеупорная перегородка, образующая рафинировочную камеру, расположенную ниже перегородки, и камеру шлакоприемника, расположенную выше перегородки, при этом в перегородке выполнено закрываемое сверху пробкой отверстие сечением 0,01÷0,25 S, где S - площадь поперечного сечения рафинировочной камеры, для выдавливания через него отработанного шлака из рафинировочной камеры в камеру шлакоприемника. Для более полного отделения шлака перегородка может быть выполнена в виде усеченного конуса, параболоида или иной формы с переменным сечением так, что площадь горизонтального сечения рафинировочной камеры в ее верхней части постепенно уменьшается кверху до величины площади сечения шлакоотводящего отверстия на высоте, равной 0,05÷0,7 D, где D - диаметр рафинировочной камеры. Огнеупорная перегородка может быть снабжена электропроводным элементом для повышения жидкоподвижности шлака путем электроподогрева. Подвод электроэнергии может осуществляться контактным способом или в индукционных печах за счет электромагнитного поля.

Диапазон изменения значений величины площади отверстия 0,01÷0,25 S, где S - площадь поперечного сечения рафинировочной камеры, объясняется закономерностями поведения шлака. При слишком малой величине площади отверстия отработанный шлак будет выдавливаться слишком медленно и сильно охлаждаться. При этом высока вероятность застывания отработанного шлака в отверстии до того, как отработанный шлак будет перемещен из рафинировочной камеры в камеру шлакоприемника. При слишком большой величине площади отверстия не будет обеспечено достаточно полное отделение отработанного шлака от металлического расплава, так как при опускании пробки отработанный шлак в отверстии трудно будет заморозить. Это, в свою очередь, приведет к частичному переходу удаленных из металлического расплава вредных примесей из отработанного шлака обратно в металлический расплав, а следовательно, к снижению эффективности рафинирования.

Диапазон изменения значений высоты, на которой уменьшается площадь сечения рафинировочной камеры до площади отверстия, 0,05 D ÷ 0,7 D, где D - внутренний диаметр емкости, также объясняется закономерностями поведения шлака. При слишком малой величине этой высоты будет отсутствовать эффект более полного выдавливания отработанного шлака в камеру шлакоприемника. При слишком большой величине этой высоты потребуется неоправданно сильное заглубление устройства в металлический расплав, что сделает неосуществимым полное выдавливание отработанного шлака из рафинировочной камеры в камеру шлакоприемника.

Предлагаемое устройство для обработки металлического расплава рафинирующим шлаком показано на фигурах,

где фиг.1 - схема устройства для обработки металлического расплава рафинирующим шлаком в стадии обработки,

фиг.2 - схема устройства для обработки металлического расплава рафинирующим шлаком после отделения от металлического расплава отработанного шлака.

На фиг.1 схематично показан вертикальный осевой разрез устройства для обработки металлического расплава рафинирующим шлаком в стадии обработки в индукционной печи 1. Устройство включает открытую снизу емкость 2, частично погружаемую в металлический расплав 3, и расположенные внутри этой емкости рафинировочную камеру 4 и камеру шлакоприемника 5 для отделения от металлического расплава 3 отработанного шлака 6. Устройство оборудовано системой подвода шлакообразующих материалов и газа 7. Внутри емкости 2 установлена огнеупорная перегородка 8, образующая рафинировочную камеру 4, расположенную ниже перегородки 8, и камеру шлакоприемника 5 для отработанного шлака 6, расположенную выше перегородки 8. В перегородке 8 выполнено закрываемое сверху пробкой 9 отверстие 10 для выдавливания через него отработанного шлака 6 из рафинировочной камеры 4 в камеру шлакоприемника 5.

На фиг.2 показан вертикальный осевой разрез устройства для обработки стального расплава рафинирующим шлаком в индукционной печи 1 в момент выдавливания (отделения от стального расплава отработанного шлака). Устройство включает открытую снизу емкость 2, частично погружаемую в металлический расплав 3, и расположенные внутри этой емкости рафинировочную камеру 4 и камеру шлакоприемника 5 для отделения от металлического расплава 3 отработанного шлака 6. Устройство оборудовано системой подвода шлакообразующих материалов и газа 7. Внутри емкости 2 установлена огнеупорная перегородка 8, образующая рафинировочную камеру 4, расположенную ниже перегородки 8, и камеру шлакоприемника 5 для отработанного шлака 6, расположенную выше перегородки 8. В перегородке 8 выполнено закрываемое сверху пробкой 9 отверстие 10 для выдавливания через него отработанного шлака 6 из рафинировочной камеры 4 в камеру шлакоприемника 5.

Устройство для обработки металлического расплава рафинирующим шлаком при выплавке в 150 кг индукционной печи нержавеющей стали для литья марки 12Х18Н9 работает следующим образом.

Погружаемая часть (рафинировочная камера) и камера шлакоприемника объединены в одном устройстве для обработки металлического расплава рафинирующим шлаком, которое представляет собой емкость в форме полого цилиндра, внутренний диаметр которого 220 мм, из огнеупорного материала (толщина стенки 30 мм), частично погружаемом в металлический расплав одним торцом. Внутри устройства выполнена горизонтальная огнеупорная перегородка из периклазоуглеродистого огнеупорного материала толщиной 20 мм, отделяющая рафинировочную камеру, расположенную ниже перегородки, от камеры шлакоприемника для отработанного шлака, расположенной выше перегородки. При этом в перегородке выполнено закрываемое сверху пробкой круглое отверстие диаметром 40 мм для выдавливания через него отработанного шлака из рафинировочной камеры в камеру шлакоприемника. В нижней части перегородки размещен электропроводный элемент (графитовое кольцо) для дополнительного подогрева рафинировочного шлака в ходе обработки за счет электрического тока, наводимого электромагнитным полем индукционной печи. Перед обработкой устройство нагревают горелкой или отходящими газами и излучением от тигля до температуры 600°С. После расплавления металла в индукционной печи и проведения основных операций плавки на нижний торец устройства крепят расходуемый жестяной конус для отсекания при погружении печного шлака и предотвращения попадания его в рафинировочную камеру. Затем устройство опускают нижним торцом на 15 мм в оголенный от шлака металлический расплав, разогретый до температуры 1600°С. Далее в рафинировочную камеру начинают ввод шлакообразующих материалов и аргона. Расход инертного газа (аргона) для создания инертной атмосферы в рафинировочной камере поддерживают на уровне 3 л/мин, и для подачи шлакообразующих материалов в струе аргона расход увеличивают до 10 л/мин. Количество и состав шлакообразующих материалов зависит от необходимой степени рафинирования стального расплава. При работе на 150 кг индукционной печи для снижения содержания фосфора в расплаве нержавеющей стали с 0,05% до 0,035% необходимо ввести в стальной расплав 0,3-1,5 кг металлического кальция. Ввод шлакообразующих материалов осуществляют на протяжении 10 минут. После окончания ввода и определенной выдержки систему ввода шлакообразующих материалов и аргона поднимают, освобождая отверстие для выдавливания шлака. Далее устройство погружают в металлический расплав 150 мм до полного выдавливания отработанного шлака в камеру шлакоприемника через отверстие в огнеупорной перегородке. Затем, чтобы исключить существенный переход удаленных в шлак примесей обратно в сталь, в отверстие опускают коническую стальную пробку, тем самым отделяя металлический расплав от отработанного шлака и замораживая шлак. При необходимости добавляют охладитель. После этого устройство извлекают из расплава и заканчивают плавку обычным способом. Устройство очищают от застывшего отработанного шлака и металла и готовят к следующей обработке.


УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА РАФИНИРУЮЩИМ ШЛАКОМ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА РАФИНИРУЮЩИМ ШЛАКОМ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 236 items.
10.01.2013
№216.012.18ee

Способ удаления титана из высокохромистых расплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для рафинирования от титана сталей и сплавов на железной основе, в частности для рафинирования ферросплавов хрома с различным содержанием углерода. В способе производят выпуск металла из печи в ковш, наводят на поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471874
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bca

Способ обработки канала алмазной вставки сопла

Изобретение относится к способу изготовления алмазных сопел, в частности к обработке струеформирующего канала алмазной вставки сопла для газо- и гидроабразивных устройств. Канал вставки сопла подвергают черновому шлифованию крупнозернистым алмазным микропорошком. Затем проводят окончательную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472608
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1f25

Способ варки стекломассы и стекловаренная печь с барботированием слоя стекломассы

Изобретение относится к способу варки стекла и стекловаренной печи с барботированием слоя стекломассы. Техническим результатом изобретения является увеличение производительности печи, стабилизация физических свойств стекломассы, интенсификация процессов силикатообразования, осветления и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473474
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2b48

Способ обработки железорудных окатышей

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для упрочнения железорудных окатышей. Сформированные путем окомкования влажной шихты в окомкователях окатыши упрочняют обжигом. После обжига окатыши обрабатывают в импульсном магнитном поле прямоугольной формы, число импульсов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476607
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e15

Способ переработки низкосортных молибденитовых концентратов

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности молибдена, и может быть использовано для переработки и разложения низкосортных молибденитовых концентратов с получением молибдата кальция, пригодного для выплавки ферромолибдена. Способ включает двустадийную обработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477328
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.03.2013
№216.012.30c6

Комбинированный алмазный инструмент для получения отверстий с задней подрезкой и выточкой

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к алмазным инструментам, предназначенным для получения отверстий с задней подрезкой и выточкой на входной части отверстия путем его отклонения от оси сверления. Инструмент содержит хвостовик и рабочую головку, установленную на конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478024
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.312d

Способ извлечения металлов из силикатных никелевых руд

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке силикатных руд, отвалов, техногенных продуктов, преимущественно силикатных никелевых руд. Способ извлечения металлов из силикатных никелевых руд включает рудоподготовку руды дроблением, классификацией и сортировкой, биодеструкцию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478127
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.3132

Высокопрочный сплав на основе алюминия с добавкой кальция

Изобретение относится к области металлургии материалов на основе алюминия и может быть использовано при получении изделий, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 100-150°С, таких как детали летательных аппаратов, автомобилей и других транспортных средств, детали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478132
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.3138

Способ вакуумного ионно-плазменного нанесения многослойного износостойкого покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способу получения износостойкого покрытия на режущем инструменте и может быть использовано в металлообработке. Наносят слой сложного нитрида титана-алюминия и слой нитрида хрома при вращении покрываемой подложки относительно распыляемых катодов. Между слоем сложного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478138
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3989

Способ обогащения техногенного минерального сырья цветных металлов

Изобретение относится к области флотационного обогащения техногенного сырья. Способ флотационного обогащения сульфидных руд цветных и благородных металлов включает кондиционирование измельченной руды с раствором дитиофосфата или другими сульфгидрильными собирателями в известковой среде и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480290
Дата охранного документа: 27.04.2013
Showing 1-10 of 238 items.
10.01.2013
№216.012.18ee

Способ удаления титана из высокохромистых расплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для рафинирования от титана сталей и сплавов на железной основе, в частности для рафинирования ферросплавов хрома с различным содержанием углерода. В способе производят выпуск металла из печи в ковш, наводят на поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471874
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bca

Способ обработки канала алмазной вставки сопла

Изобретение относится к способу изготовления алмазных сопел, в частности к обработке струеформирующего канала алмазной вставки сопла для газо- и гидроабразивных устройств. Канал вставки сопла подвергают черновому шлифованию крупнозернистым алмазным микропорошком. Затем проводят окончательную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472608
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1f25

Способ варки стекломассы и стекловаренная печь с барботированием слоя стекломассы

Изобретение относится к способу варки стекла и стекловаренной печи с барботированием слоя стекломассы. Техническим результатом изобретения является увеличение производительности печи, стабилизация физических свойств стекломассы, интенсификация процессов силикатообразования, осветления и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473474
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2b48

Способ обработки железорудных окатышей

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для упрочнения железорудных окатышей. Сформированные путем окомкования влажной шихты в окомкователях окатыши упрочняют обжигом. После обжига окатыши обрабатывают в импульсном магнитном поле прямоугольной формы, число импульсов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476607
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e15

Способ переработки низкосортных молибденитовых концентратов

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности молибдена, и может быть использовано для переработки и разложения низкосортных молибденитовых концентратов с получением молибдата кальция, пригодного для выплавки ферромолибдена. Способ включает двустадийную обработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477328
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.03.2013
№216.012.30c6

Комбинированный алмазный инструмент для получения отверстий с задней подрезкой и выточкой

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к алмазным инструментам, предназначенным для получения отверстий с задней подрезкой и выточкой на входной части отверстия путем его отклонения от оси сверления. Инструмент содержит хвостовик и рабочую головку, установленную на конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478024
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.312d

Способ извлечения металлов из силикатных никелевых руд

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке силикатных руд, отвалов, техногенных продуктов, преимущественно силикатных никелевых руд. Способ извлечения металлов из силикатных никелевых руд включает рудоподготовку руды дроблением, классификацией и сортировкой, биодеструкцию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478127
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.3132

Высокопрочный сплав на основе алюминия с добавкой кальция

Изобретение относится к области металлургии материалов на основе алюминия и может быть использовано при получении изделий, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 100-150°С, таких как детали летательных аппаратов, автомобилей и других транспортных средств, детали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478132
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.3138

Способ вакуумного ионно-плазменного нанесения многослойного износостойкого покрытия для режущего инструмента

Изобретение относится к способу получения износостойкого покрытия на режущем инструменте и может быть использовано в металлообработке. Наносят слой сложного нитрида титана-алюминия и слой нитрида хрома при вращении покрываемой подложки относительно распыляемых катодов. Между слоем сложного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478138
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.04.2013
№216.012.3989

Способ обогащения техногенного минерального сырья цветных металлов

Изобретение относится к области флотационного обогащения техногенного сырья. Способ флотационного обогащения сульфидных руд цветных и благородных металлов включает кондиционирование измельченной руды с раствором дитиофосфата или другими сульфгидрильными собирателями в известковой среде и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480290
Дата охранного документа: 27.04.2013
+ добавить свой РИД