Металургійна ємкість для продування рідкого металу газами

1 Металургійна ємкість для продування рідкого металу газами, що містить металевий ко жух, футерівку стін, футерівку днища, яка складається з арматурного і робочого шарів, і газорозподільний шар з гранульованого матеріалу, яка відрізняється тим, що арматурний шар виконаний з газощільного вогнетривкого матеріалу, а газорозподільний шар розташований між робочим і арматурним шарами в заглибленні останнього 2 Металургійна ємкість по п 1, яка відрізняється тим, що арматурний шар укладений на вирівнювальний шар з сипучого матеріалу Винахід відноситься до чорної металурги, а саме до обробки рідкого металу газами Відома ємкість для продування рідкого металу газами, яка містить у собі металевий кожух, футерований газопроникною цегляною кладкою, між шарами якої встановлена газорозподільча система з перфорованих труб, яка виконана у вигляді плоского змійовика, причому кожна дільниця змійовика розташована під швом кладки [А С СССР №499047, кл В22Д41/00, опубл 15 0 1 7 6 г ] В ВІДОМІЙ ємкості не забезпечується рівномірна подача газу в метал Інтенсивне надходження газу в метал відбувається тільки через ті пористі шви кладки, які розташовані над дільницями змійовика, і майже відсутнє надходження газу в метал через шви, розташовані поміж гілками змійовика Нерівномірність подачи газу в метал призводить до викривлення пдродинамики та некерованості режимом продувки Відомий також пристрій для введення інертного газу в ковш з рідким металом, який містить розміщену в футерівці днища зігнуту в спіраль трубу з рівномірно розташованими і направленими вверх отворами однакового діаметра [А С СССР № 1211304, кл С21С7/06, опубл 15 02 86г] Відомий пристрій не дозволяє забезпечити рівномірний режим продування металу газом, тому що через отвори однакового діаметра найбільша інтенсивність подачи газу в метал буде відбуватися на початку спіралі і мінімальна - наприкінці спіралі Крім того, великі пузирі газу, які виходять з труби, не забезпечують розвинуту міжфазну поверхню Із відомих ємкостей для продування рідкого металу газами найбільш близьким за технічною сутністю та досягаемому результату є ківш для продування металу газами, який містить футерований металевий кожух, футеровка днища якого складається з двох горизонтальних шарів, один з яких виготовлений з вогнетривких цеглин з пористими швами, а другий - з пористої маси, і патрубок для підведення газу, причому шар пористої маси в футерівці днища виконано з гранульованого матеріалу і укладено поміж металевим кожухом і шаром з вогнетривких цеглин [А С СССР № 578160, кл В22Д41/02, опубл 3 0 1 0 7 7 г ] Ківш по а с № 578160 не дозволяє досягнути очікуємого технічного результату На якість продування рідкого металу газом суттєвий вплив чинить стабільність опору проходженню газу через пористі шви футерівки на протязі усього міжремонтного періоду Стабільність опору в значній мірі визначається КІЛЬКІСТЮ вертикальних і горизонтальних швів та їх загальною довжиною Чим менше швів, тим більше гарантія виконання їх одинакової товщини з пористої маси одного і того же складу В ковші по прототипу, в якому як робочий, так і арматурний шари виконані газопроникними, значна довжина пористих швів не дозволяє досягнути стабільної газопроникності по всьому об'єму швів Крім того, значна довжина пористих швів збільшує опір проходженню газу і потребує підвищеного тиску газу в газорозподільчому шарі Збільшений тиск газу під футерівкои днища призводить до збільшеного об'єму газа, котрий проникає поміж пористих швів в футерівку стін і дальше - в зазори ю 49775 між футерівкою стін і металевим кожухом Все це негативно впливає на якість обробки металу газом Окрім недоліків ковша, які негативно впливають на технологію обробки металу газом, існує недолік, який погіршує експлуатаційні якості ковша Цей недолік пов'язан з тим, що, оскільки в ковші по прототипу газорозподільчий гранульований шар виконує ще й роль вирівнюючого шару, товщина шару доходить до 60 - 80мм Гранульований шар такої товщини має тенденцію до зміщення при кантуванні ковша в напрямку його нахилу При експлуатації таких ковшів мали місце випадки здимання футерОвки днища з боку кантування В основу винаходу поставлена технічна задача удосконалити металургійну ємкість для продування рідкого металу газами шляхом зміни місця розташування газорозподільчого шару з тим, щоб зменшити тиск газу перед пористою футерівкою і, таким чином, запобігти проникнення газу в футерівку стін ємкості та зазори між футерівкою і кожухом ємкості, а також зменшити нерівномірність газопроникності по всьому об'єму пористих швів, що в сукупності забезпече стабільну технологію продування металу газом Ця задача вирішується завдяки тому, що в металургійній ємкості для продування рідкого металу газами, яка містить металевий кожух, футерівку стін, футеровку днища, яка виконана з арматурного і робочого шарів, і газорозподільчий шар з гранульованого матеріалу, арматурний шар виконано з газощільного вогнетривкого матеріалу, а газорозподільчий шар розташовано поміж робочим й арматурним шарами в заглибленні останнього Загальними з прототипом суттєвими ознаками винаходу є металевий кожух, футерівка стін, футерівка днища, яка виконана з арматурного та робочого шарів, газорозподільчий шар з гранульованого матеріалу ВІДМІННИМИ ВІД прототипа суттєвими ознаками винаходу є - виконання арматурного шару з газощільного матеріалу, - розташування газорозподільного шару поміж робочим і арматурним шарами в заглибленні останнього Сукупність суттєвих ознак винаходу є необхідною і достатньою для всіх випадків, на які поширюється область використання винаходу Альтернативною ознакою винаходу є наявність вирівнювального шару з сипучого матеріалу, на який укладено арматурний шар Між суттєвими ознаками винаходу і технічним результатом - запобіганням проникненню газу в футерівку стін та зазори поміж футерівкою і кожухом і зменшенням нерівномірності газопроникності по всьому об'єму пористих швів - існує причинно наслідковии звязок, який пояснюється наступними доказами При виконанні арматурного шару з газощільного матеріалу і розташуванні газорозподільчого шару поміж робочим і арматурним шарами в заглибленні, виконаному в арматурному шарі, газовий потік проходить тільки через пористі шви робочого шару, що зменшує загальний опір і, ВІДПОВІДНО, тиск газу під робочим шаром футерівки А чим менше тиск газу, тим менше можливість проникнення газу через футерівку в зазори між футеровкою і кожухом 3 іншого боку, чим менше загальна довжина пористих швів, тим більше можливість виконати їх однакової товщини із одного і того же матеріалу, що позитивно впливає на рівномірність надходження газу в метал з всієї робочої поверхні футерівки днища На фігурі схематично зображено поздовжній переріз металургійної ємкості Ємкість має металевий кожух 1, футерівку стін 2 і футерівку днища, яка складається з арматурного шару 3, виконаного з вогнетривкого газощільного матеріалу і покладеного на вирівнювальний шар 4 Арматурний шар З складено вогнетривкими цеглинами з газонепроникненими швами, або виконано з вогнетривкого шильного бетону Вирівнювальний шар 4 складається з вогнетривкого сипучого матеріалу фракції 0 - Змм Газорозподільчий шар 5 укладено в заглиблення, яке виконане в арматурному шарі 3, і складається з гранульованого матеріалу фракції З - 5мм Товщина шару 5 складає 20 - 40мм Робочий шар 6 укладено безпосередньо на газорозподільчий шар 5 і являє собою цегляну кладку з пористими газопроникними швами При цьому зовнішня робоча поверхня 7 робочого шару знаходиться в одній площині з зовнішньою поверхнею 8 арматурного шару 3 Для підведення газу до газорозподільчого шару 5 в арматурний шар З вмуровано сіфон 9, який являє собою металеву трубу, заповнену гранульованим матеріалом Сіфон 9 з'єднано з патрубком 10 для з'єднання ємкості з газопровідом Металургійна ємкість працює наступним чином Ємкість через патрубок 10 приєднують до газопровіду Газ через патрубок 10 і сіфон 9 надходить до газорозподільчого шару 5 При досягненні тиску, достатнього для переборювання опору руху газа в пористих газопроникнених швах, газ через шви в вигляді дрібних пузирьків потрапляє в рідкий метал рівномірно зі всієї поверхні робочого шару При цьому тиск газу в газорозподільчому шарі із-за зменшення, по відношенню до прототипу, довжини пористих швів зменшується на 20 - 40 %, що дає можливість запобігти проникнення газу в футерівку стін Виравнюючий шар 4 дає змогу запобігти деформації і розгерметизації шара З Зменшена відносно прототипу товщина газорозподільчого шару дає можливість запобігти зміщення гранульованого шару 5 при кантуванні металургійної ємкості 49775 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71