Фільтруючий елемент для очистки рідин, переважно металічних розплавів

1. Фільтруючий елемент для очистки рідин, переважно металічних розплавів, що містить проникні для рідини верхню і нижню перфоровані керамічні перегородки і розташований між ними зернистий фільтруючий матеріал, обмежений боковими термостійкими стінками, який відрізняється тим, що обидві перегородки і бокові стінки утворюють закритий контейнер, де перегородки є його кришкою і днищем, яке має напрямні ребра, що розділяють контейнер на секції, причому ці ребра служать завихрювачем і простягаються від C2 2 (19) 1 3 68046 4 Фільтрувальний елемент виконаний у днищі камесітки. При цьому зростає щільність упаковки зерен ри у вигляді перфорованої поверхні, причому і, відповідно, зменшуються зазори між ними. За перфорація може мати форму щілин шириною рахунок цього відбувається більш ретельна 100-300мкм або отворів діаметром 100-300мкм. фільтрація розплаву, покращується очистка метаДаний пристрій можна використовувати лише для лу від неметалічних включень, окисних плівок і рафінування невеликих кількостей очищуваного газів. матеріалу (порядку кількох кілограмів), який у Однак, такий пристрій можна застосувати ливигляді порошку завантажують в фільтруючу каше в ливарних машинах, оскільки він працює при меру і нагрівають до розплавлення матеріалу. При фіксованій установці. Його неможливо використацьому компоненти розплаву, що підлягають видати при позапічній обробці розплавів в ковшах, де ленню (неметалічні включення, окисли, гази), потрібний мобільний пристрій, виконаний у вигляді спливають на поверхню розплаву і після пересувного модуля. Крім того, такий пристрій має фільтрування залишаються у вигляді осадку на обмежені функціональні можливості через слабо фільтрувальному елементі. Очищений матеріал виражений ефект перемішування розплаву. мав ступінь чистоти 99,9999%. Недостатками такоЗадачею, на вирішення якої спрямований заго пристрою являються надзвичайно низька пропонований винахід, являється розробка ефекпродуктивність і неможливість використання при тивного, простого за конструкцією, універсального позапічній обробці металічних розплавів. фільтруючого елемента для очистки рідин, переВідома порувата керамічна структура у вигляді важно для рафінування розплавів фільтрацією. керамічного елемента з проникаючими порами, на Заявлений фільтруючий елемент, створений поверхню стінок яких нанесений порошкоподібний для вирішення поставленої задачі, дозволяє доультрадисперсний або вуглецьмісткий реагент, сягнути технічного результату, який полягає в наприклад графіт або піровуглець [3]. Такий елепідвищенні ефективності, універсальності і мент призначений для комплексної обробки розширенні функціональних можливостей даного металічних розплавів. Розплав, що фільтрується, пристрою за рахунок нової конструкції окремих проходячи крізь пори структури, контактує з всією його частин. поверхнею, на яку нанесене покриття. Внаслідок Суть запропонованого технічного рішення цього відбувається змивання нанесеного порошку полягає в тому, що у відомому фільтруючому в розплав, а в окремих випадках можлива хімічна елементі для очистки металічних розплавів, що взаємодія розплаву з реагентом. Використання містить проникні для рідини верхню і нижню цього винаходу веде до значного зниження в перфоровані керамічні перегородки і розташоварозплаві кількості неметалічних включень як за ний між ними зернистий фільтруючий матеріал, рахунок ефекту механічної затримки частинок, обмежений боковими термостійкими стінками, розмір яких більший від розміру пор, так і відповідно заявленому винаходу, обидві переговнаслідок утримання в порах дрібніших включень родки і бокові стінки утворюють закритий контейза рахунок адгезійних процесів. Таким чином, нер, де перегородки являються його кришкою і відбувається комплексна обробка розплаву днищем, яке має напрямні ребра, розділяючі конфільтраційне рафінування з одночасним його тейнер на секції, причому ці ребра служать завихмодифікуванням. Недоліком такого керамічного рювачем і простягаються від центральної частини елемента являється те, що залежно від типу розпднища до його периферії, а бокові стінки мають лаву, який фільтрується, потрібні різні склади рівномірно розташовані по периметру і висоті кераміки, її структури, що мають певні наскрізні отвори, напрямок осей яких співпадає з термостійкість, вогнетривкість, розміри пор. напрямком периферійних ділянок ребер. Недоліками являються також вузька сфера застоФільтруючий елемент може мати перпендикулярсування, обмежені функціональні можливості і ний до перегородок наскрізний центральний канизька продуктивність через повільне проходженнал, який служить для плавного занурення його в ня розплаву крізь пори кераміки. розплав і виключення виплесків металу з ковша. Найбільш близьким за технічною суттю до виНапрямні ребра можуть бути виконані у вигляді находу, що заявляється, є пристрій для фільтрації симетрично розташованих і складаючих з розплавлених металів, який містить зернистий радіальним напрямком гострий кут гвинтоподібних фільтруючий матеріал, розташований в лопатей, або у вигляді зігнутих пластин. Отвори в ливниковій системі між керамічними сітками [4]. бокових стінках можуть бути круглими, або у Перпендикулярно керамічним сіткам в вигляді прорізів. Для підсилення інтенсивності зафільтруючому матеріалі встановлена вставка у вихрених течій розплаву за рахунок зменшення вигляді трубок, рівномірно розподілених по площі гідродинамічного опору фільтруючого елемента, поперечного перерізу ливникової системи і вигозаповнені фільтруючим матеріалом секції чергутовлених з металу з температурою плавлення ються з порожніми секціями. Для підвищення стунижчою від температури оброблюваного розплаву. пеню очистки розплаву від домішок, розміри яких Верхня керамічна сітка виконана рухомою, вона менші від перерізу фільтраційних каналів, як розташована на фільтруючому матеріалі без будьфільтруючий матеріал можна використовувати яких кріплень. Нижня сітка жорстко закріплена у сорбційну загрузку. Крім фільтрування і ливниковій системі. При фільтруванні легкоплавкі перемішування розплавів такий фільтруючий елетрубки вставки розплавлюються і верхня плаваюмент може виконувати і модифікування металу. ча сітка під дією маси металу, що фільтрується, Для цього потрібно ввести в загрузку фільтра опускається вниз, скорочуючи висоту фільтра і відповідні реагенти. притискаючи фільтруючий матеріал до нижньої Рішень, що характеризуються сукупністю оз 5 68046 6 нак винаходу, що заявляється, в доступних джеПри використанні даного пристрою для очистрелах інформації не виявлено і порівняльний ки розплаву металу в металургійній ємності аналіз запропонованого пристрою з прототипом фільтруючий елемент з допомогою опори і приводозволяє зробити висновок про те, що він да (на кресленнях не показані) занурюють в розпвідрізняється від відомого наявністю нових лав. Після занурення пристрою в розплав на суттєвих ознак, тобто про його відповідність потрібну глибину привод включають на піднімання. критерію винаходу "новизна". Під час руху фільтруючого елемента вверх розпПри вивченні інших технічних рішень в даній лав крізь отвори в керамічній кришці 1 попадає галузі промисловості не виявлено впливу всередину контейнера і проходячи через канали, сукупності відрізняючих ознак заявленого винахоутворені фільтруючим матеріалом 4, очищається ду на суттєве підвищення ефективності, від домішок, що підлягають видаленню. При універсальності і розширення функціональних використанні сорбційної загрузки якість очистки можливостей пристроїв такого типу. Це свідчить внаслідок адгезійних процесів підвищується. Після про творчий характер рішення, тобто про його проходження через фільтруючий матеріал, частивідповідність критерію "винахідницький рівень". на очищеного розплаву крізь перфороване На наведених кресленнях зображена керамічне днище 2 попадає в розплав у ковші, а конструкція заявленого пристрою: решта очищеного розплаву виходить через отвори на фіг.1 і 2 представлений його загальний вид 6 в бокових стінках 3 у вигляді сформованих на(спереду і зверху) з частковим розрізом вертипрямними ребрами 5 завихрених течій. Даний кальною осьовою площиною (фіг.1) і перерізом пристрій особливо ефективний при одночасному горизонтальною площиною по лінії А-А (фіг.2); на використанні фільтруючого елемента як для фіг.3 показаний вид фільтруючого елемента зверрафінування металу, так і для його ху з частковим розрізом його кришки і порожніми модифікування. Введення відповідних реагентів в секціями, утвореними напрямними ребрами у розплав при перемішуванні його вихровими формі гвинтоподібних лопатей; на фіг.4 зображетечіями може суттєво підвищити якість металу. ний варіант конструкції фільтруючого елемента з Після обробки металічного розплаву кришку 1 напрямними ребрами у формі зігнутих пластин і очищають від крупних неметалічних включень і заповненими фільтруючим матеріалом секціями, замінюють відпрацьовану загрузку. що чергуються з порожніми секціями (вид зверху із В порівнянні з прототипом даний пристрій має знятою кришкою). розширені функціональні можливості, більш Фільтруючий елемент для очистки рідин (фіг.1 універсальний, і особливо ефективний при і 2 ) включає перфоровані керамічні кришку 1 і позапічній обробці металічних розплавів. днище 2, а також футеровані вогнетривким Промислова придатність цього технічного матеріалом зовні і всередині стальні бокові стінки рішення підтверджена виготовленням дослідного 3, які утворюють закритий контейнер. Всередині зразка пристрою, який пройшов випробування на контейнера розміщений зернистий фільтруючий базі профільного науково-дослідного інституту з матеріал 4. Керамічне днище 2 має напрямні ребпозитивним результатом. Завдяки простоті ра 5, що простягаються від центральної частини конструкції такий пристрій може бути виготовлений днища до його периферії. Ці ребра служать завихі застосований в будь-якому сталеплавильному рювачем розплаву. Бокові стінки мають рівномірно цеху. розташовані наскрізні отвори у вигляді прорізів 6, Джерела використаної інформації: через які витікає очищена рідина. Для зменшення 1. Патент РФ №2023471, кл. B01D24/04, гідравлічного опору осі отворів бокових стінок опубл. 30.11.1994, бюл. №22. співпадають з напрямком периферійних ділянок 2. Патент СРСР №1836463, кл. С22В9/00, ребер 5. При використанні цього фільтруючого опубл. 23.08.1993, бюл. №31. елемента як рафінуючого розплав пристрою 3. Патент РФ №2022039, кл. С22В9/02, опубл. доцільно мати центральний наскрізний канал 7, 30.10.1994, бюл. №20. який служить для плавного занурення пристрою в 4. Патент РФ №1177372, кл. С22В9/02, опубл. розплав. 07.09.1985, бюл. №33 -прототип. 7 68046 8 9 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 68046 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601