SU915348A1

SU915348A1 - Apparatus for production treatment and dispersing of molten metals

Info

Publication number: SU915348A1
Application number: SU792726184A
Authority: SU
Inventors: V P Polishchuk; V S Yakovlev; Yu V Bojko
Original assignee: Inst Elektrodinamiki; Inst Litya An Ussr
Priority date: 1979-02-14
Filing date: 1979-02-14
Publication date: 1983-08-30

Description

Изобретение относится к технике дио-¹пергирования эпектропроводных жидкостей, и может найти применение при получении гранулированного очищенного сырья из жидких металлов в ряде питейных и ме- ' 5 таллургических процессов, а также для диспергирования потока шлака в энергетических установках.The invention relates to the technique of diopergeneration ^of conductive liquids, and may find application in the preparation of granular purified raw materials from liquid metals in a number of drinking and metallurgical processes, as well as for dispersing slag flow in power plants.

Известно устройство для диспергирования расплавов, в котором электрический 10 ток, протекающий по жидкому металлу в сопловых аппаратах, взаимодействует с внешним полем, в результате чего появляется возможность компенсации мегапостагического давления, достигается не^> 15 зависимость регулировки теплового режима и производительности, расширяется , диапазон размеров производимых моногранул, упрощается процесс регупирова- ; ния режима диспергирования при фпуктуа- 20 циях входных параметров £ΐ }A device for dispersing melts is known, in which the electric current 10 flowing through the liquid metal in the nozzle apparatus interacts with an external field, as a result of which it becomes possible to compensate for the megapostagic pressure, the dependence of the adjustment of the thermal regime and productivity is achieved, extends, the size range monogranules produced, the process of regrouping is simplified; dispersion mode for the function of 20 input parameters £ ΐ}

Недостатком этого устройства является сложность использования токов, обусловливающих процесс диспергирования, для предварительных технологических опера- 25 ций - расплавления, перемешивания, стабилизации исходного уровня жидкого металла и др.The disadvantage of this device is the difficulty of using currents, which determine the dispersion process, for preliminary technological operations - melting, mixing, stabilization of the initial level of liquid metal, etc.

Известна также установка для диспергирования жидких металлов, содержа·»; 30 тая емкость для металла с камерой диспергирования н миксер<?м, индуктор, сдвоенные индукционные каналы, электромагниты транспортный и диспергирования, открытый поперечный метаппопровод с сопловыми аппаратами емкость для охлаждения полученных гранул С2 ].Also known installation for dispersion of liquid metals, containing · "; 30th th capacity for metal with a dispersion chamber n mixer <? M, inductor, dual induction channels, transport and dispersion electromagnets, open transverse metapproach with nozzle apparatus, capacity for cooling the obtained granules C2].

Недостатком такой установки является неоднородность получаемых гранул.The disadvantage of this installation is the heterogeneity of the obtained granules.

Цепью изобретения является повышение однородности производимых гранул путем стабилизации тока в поперечном металпопроводе и устранение шунтирующих токов.The chain of the invention is to increase the uniformity of the produced granules by stabilizing the current in the transverse metal pipe and eliminating shunt currents.

Поставленная цепь достигается тем, что камера диспергирования миксером разделена на две части, которые двумя каналами присоединены к поперечному металлопроводу с двумя сопловыми аппаратами и двумя электромагнитами диспергирования над ними, а сливной желоб расположен по оси симметрии установки и соединяет середину поперечного металлопровода и миксер.The circuit is achieved in that the dispersion chamber with the mixer is divided into two parts, which are connected by two channels to the transverse metal wire with two nozzle devices and two dispersion electromagnets above them, and the drain trough is located along the symmetry axis of the installation and connects the middle of the transverse metal wire and the mixer.

На фиг. 1 изображена предлагаемая установка, вид'спереди; на фиг. 2 го же - вид сверху; на фиг. 3 - разрез по А-А фиг. 1; на фиг. 4 - разрез по Б-Б фиг. 1; на фиг. 5 - разрез по В-В.In FIG. 1 shows the proposed installation, front view; in FIG. 2nd, top view; in FIG. 3 is a section along AA of FIG. one; in FIG. 4 is a section along BB of FIG. one; in FIG. 5 is a section along BB.

' X фиг. 2; на фиг. 6 - направление движения металла в установке в режиме диспергирования; на фиг. 7 - разрез по Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 - направление электрического тока по металлу в процессе диспергирования; на фиг. 9 - разрез по Д-Д фиг. 8; на фиг. 10 - направление движения жидкости (белые стрелки) и металла (черные стрелки) в режиме расплавления твердой шихты; на фиг. 11 разрез по Е-Е фиг. 10; на фиг. 12 разрез по Ж-Ж фиг. 11; на фиг. 13 наклон емкости для металла, вставлены неэпектропроводные перегородки и проходит рафинирование металла; на фиг. 14разрез по 3-3 фиг. 13; на фиг. 15 разрез по И-И фиг. 14; на фиг. 16 показан режим диспергирования; на фиг.'X of FIG. 2; in FIG. 6 - the direction of movement of the metal in the installation in dispersion mode; in FIG. 7 is a section along G-D in FIG. 6; in FIG. 8 - direction of electric current through the metal in the process of dispersion; in FIG. 9 is a section along DD of FIG. 8; in FIG. 10 - the direction of movement of the liquid (white arrows) and metal (black arrows) in the melting mode of the solid charge; in FIG. 11 is a section along EE of FIG. 10; in FIG. 12 is a section along FJ of FIG. eleven; in FIG. 13 inclination of the container for metal, non-conductive partitions are inserted and the metal is refined; in FIG. 14 a section according to 3-3 of FIG. 13; in FIG. 15 a cross-section along II; fourteen; in FIG. 16 shows a dispersion mode; in FIG.

- разрез по К-К фиг. 16; на фиг. 18· разрез по Л-Л фиг. 17.- section along KK of FIG. 16; in FIG. 18 · section along the L-L of FIG. 17.

Установка для технологической обработки и диспергирования жидких металлов состоит из емкости 1 для жидкого металла, индукционных каналов 2, индукторов 3, электромагнита 4 транспортного,электромагнитов 5 диспергирования, узла 6 диспергирования, каналов 7 диспергирова· ния, сливного желоба 8 жидкого металла в миксере 9, ванны 10 для охлаждения гранул, вертикальных неэлектропроводных перегородок 11, разделяющих емкость 1 для жидкого металла на миксер 9 и две камеры 12 диспергирования, поворот ны х осей 13, стопорных винтов 14, рамы 15 с вертикальными стойками, поперечного метаппопровода 16, сопловых аппаратов 17, центрального канала 18, ручки 19 наклона.Installation for technological processing and dispersion of liquid metals consists of a tank 1 for liquid metal, induction channels 2, inductors 3, transport electromagnet 4, dispersion electromagnets 5, dispersion unit 6, dispersion channels 7, drain chute 8 of liquid metal in the mixer 9, baths 10 for cooling granules, vertical non-conductive partitions 11 separating the liquid metal container 1 into a mixer 9 and two dispersion chambers 12, rotation of the axes 13, locking screws 14, frames 15 with vertical c oykami, cross metappoprovoda 16, nozzle apparatus 17, the central channel 18, the handle 19 tilting.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Режим расплавления твердой шихты (фиг. 10-12). Из установки удаляются перегородки 11, в емкости 1 есть болото, загружается твердый металл 20 и ведется его расплавление. Индукторы 3 включаются в электрическую сеть, транспортный электромагнит 4 включается так, что металл в боковых каналах 2 движется вниз и по каналу 18 поднимается вверх. Это в 2-3 раза интенсифицирует процесс плавления и уменьшает угар металла. Для слива металла из установки без диспергирования в гнездо канала 18 увсгавляется сливной метаппопровод. Для полного слива металла ис⁵⁵ пользуется поворотное устройство, состоящее из осей 13, приваренных к корпусу емкости 1, винтов 14, рамы 15 с вертикальными стойками, ручки 19.The melting mode of the solid mixture (Fig. 10-12). Partitions 11 are removed from the installation, there is a swamp in tank 1, solid metal 20 is loaded and its melting is carried out. Inductors 3 are included in the electrical network, the transport electromagnet 4 is turned on so that the metal in the side channels 2 moves downward and rises upward along the channel 18. This intensifies the melting process by 2–3 times and reduces the burning of metal. To drain metal from the installation without dispersion, a drain metapproduct is added to the socket of the channel 18. To completely drain the metal, ⁵⁵ uses a rotary device consisting of axes 13 welded to the tank body 1, screws 14, frame 15 with uprights, handles 19.

915348 4915348 4

Режим технологической обработки жидкого металла (фиг. 13 -15). После того, как твердая шихта в емкости 1 расплавляется, проводятся технологическая обработка и рафинирование металла 5 через слой 21 флюса. Полярность питания . электромагнита 4 изменяется на противоположную по сравнению с предыдущим режимом, В емкости 1 устанавливаются перегородки 11, установка наклоняется ю так, чтобы высота перегородки 11 была ниже уровня нижней кромки каналов 7 . Уровень жидкости в миксере 9 ниже уров ня в камерах 12, Разница в уровнях жидкости поддерживается за счет давле- 15 ния, развиваемого в активной зоне электромагнита 4. С цепью уменьшения влияния на температуру жидкого металла ввода шихты объем миксера 9 выбирается в 3-5 раз больше объема камер 12... 20The processing mode of the liquid metal (Fig. 13-15). After the solid charge in the vessel 1 is melted, the metal 5 is processed and refined through the flux layer 21. Power Polarity the electromagnet 4 is reversed compared to the previous mode. Partitions 11 are installed in the tank 1, the installation tilts so that the height of the partition 11 is below the level of the lower edge of the channels 7. The liquid level in the mixer 9 is lower than the level in the chambers 12, The difference in the liquid levels is maintained by the pressure 15 developed in the active zone of the electromagnet 4. With a chain to reduce the effect on the temperature of the liquid metal of the charge input, the volume of the mixer 9 is selected 3-5 times more cameras 12 ... 20

На поверхности жидкого металла в таким миксере наводится спой 21 флюса. Это позволяет при сливе жидкости из камер 12 в миксер 9 получать дополнительную непрерывную очистку металла с вы со- 25 кой эффективностью за счет больших контактных поверхностей плоских стекающих струй.On the surface of the liquid metal in such a mixer, a flux of 21 flux is induced. This allows, when draining the liquid from the chambers 12 to the mixer 9, to obtain additional continuous metal cleaning with high efficiency due to the large contact surfaces of the flat flowing jets.

Режим диспергирования. Этот режим осуществляется при возвращении уставовки в вертикальное положение (фиг. 1618), что вызывает заполнение металлом металлопровода 16 с аппаратами 17. Излишек металла сливается по желобу 8. Направление движения жидкого металла обозначено на фиг. 16 и 17 белыми ³⁵стрелками, электрического тока - черными.Dispersion mode. This mode is carried out when the setpoint is returned to the vertical position (Fig. 1618), which causes metal to fill the metal wire 16 with the devices 17. Excess metal merges along the groove 8. The direction of movement of the molten metal is indicated in FIG. 16 and 17 with white ³⁵ arrows, electric current - black.

Поскольку предлагаемая установка является симметричной в электрическом и гидравлическом отношении (в режиме диспергирования), то движение металла начинается из миксера 9 по каналу 18 через активную зону электромагнита 4, затем поток разветвляется по двум каналам 2 равного сечения, поступает р две. ⁴⁵камеры диспергирования (левую и правую), достигает уровня узла 6, по каналам 7 с двух сторон заполняет металлопровод 16 с аппаратами 17 и истекает через сопловые отверстия. Под действием электромагнитных сил истекающая жид- ( кость распадается на моногранулы и попадает в ванну 10 для охлаждения моногранул, а избыток жидкости по желобу 8 возвращается в миксер 9. Высота уровня 55 жидкого металла над аппаратами 17 задается проходными сечениями каналов 7 и желоба 8.Since the proposed installation is symmetrical in electric and hydraulic terms (in the dispersion mode), the movement of the metal begins from the mixer 9 through channel 18 through the active zone of the electromagnet 4, then the flow branches out through two channels 2 of equal cross section, p two arrives. ^{45 of} the dispersion chamber (left and right), reaches the level of node 6, fills the metal wire 16 with devices 17 from the channels 7 on both sides and expires through nozzle openings. Under the influence of electromagnetic forces, the outflowing liquid (the bone breaks up into monogranules and enters the bath 10 for cooling the monogranules, and the excess liquid in the groove 8 is returned to the mixer 9. The height of the level 55 of the liquid metal above the apparatus 17 is set by the passage sections of the channels 7 and the groove 8.

Высота желоба 8 выбирается таким образом, чтобы одновременно со сливом избытка жидкости в миксер 9 с поверхности объема металла, расположенного в метеплопроводе 16, происходило непрерывное удаление окислов. При диспергировании электрический ток в жидкости, возникающий при включении индукторов 3, протекает по спедукядей цепи: левый канал 2, левая'камера диспергирования, левый канал 7, ме теплопровод 16, правый канал 7, правая камера диспергирования, правый канал 2, активная зона электромагнита 4, левый канал 2. Электрическая цепь замкнулась. Включением, двух электромагнитов 5 начинается про десс диспергирования.The height of the groove 8 is selected so that simultaneously with the discharge of excess liquid into the mixer 9 from the surface of the volume of the metal located in the metal wire 16, the continuous removal of oxides takes place. When dispersing, the electric current in the liquid, which occurs when the inductors 3 are turned on, flows along the spider chain: left channel 2, left dispersion chamber, left channel 7, heat pipe 16, right channel 7, right dispersion chamber, right channel 2, electromagnet active zone 4, left channel 2. The electrical circuit is closed. By turning on, two electromagnets 5 begins the process of dispersion.

Протекание электрического тока по металлопроводу 16 с аппаратами 17 происходит с одновременным взаимодействием тока в жидкости е приложенным магнитным переменным полем. В резуль^· тате чего в жидкости образуются посто: янные знакопеременные сипы, обусловливающие дробление струй ив капли равных размеров и компенсацию сип метаппостатического давления.The flow of electric current through a metal wire 16 with devices 17 occurs with the simultaneous interaction of current in a liquid with an applied magnetic alternating field. As a result, constant alternating sipes are formed in the liquid, which cause crushing of jets of willows and droplets of equal sizes and compensation of sip metappostatic pressure.

Выполнение установки так, как описанс выше, позволяет двумя перегородками 11 поддерживать уровень жидкого металла в камерах диспергирования, каналах 7 и метаппопроводе 16 независимо от электропроводности жидкого металла и уровня, в миксере 9, осуществлять развязку гидравлических и электрических цепей и устранять влияние режима течения металла на ток в метаппопроводе 16.The installation as described above allows two baffles 11 to maintain the level of liquid metal in the dispersion chambers, channels 7 and metapprovod 16, regardless of the electrical conductivity of the liquid metal and level, in the mixer 9, to decouple the hydraulic and electrical circuits and eliminate the influence of the flow of metal on current in metapprovod 16.

Выполнение открытым сверху узла 6, куда входят два канала 7, металпопровод 16 с двумя аппаратами 17 желоб 8, позволяет легко обслуживать и очищать сопла, не прерывая процесса диспергирования, а при выходе из строя соплового аппарата заменить его, не спивая металл из установки.The execution of the node 6 open at the top, where two channels 7 enter, the metal pipe 16 with two devices 17, the groove 8, makes it easy to maintain and clean the nozzles without interrupting the dispersion process, and if the nozzle device fails, replace it without sinking the metal from the installation.

Три электромагнитные системы уста» новки допускают гибкое раздельное и совмещенное управление процессом расплавления, рафинирования и диспергирования жидкого металла в моногранулы двух раз меров, причем увеличением расходов металла по контурам индукционных каналов достигается повышенное качество рафинирования за счет прокачки в самом процессе диспергирования. В- такой установке отпадает необходимость во внешнем расплавлении и обработке жидкости (плавильные печи, устройства рафинирования, миксеры и др.), что позволяет существенйоThree electromagnetic installation systems allow flexible separate and combined control of the process of melting, refining and dispersion of liquid metal into two-dimensional monogranules, and by increasing the metal consumption along the contours of the induction channels an improved quality of refining is achieved due to pumping during the dispersion process itself. In such an installation there is no need for external melting and processing of liquids (melting furnaces, refining devices, mixers, etc.), which allows significant

9 снизить себестоимость вырабатываемых гранул удешевить и упростить обслуживание установки,9 to reduce the cost of produced granules to reduce the cost and simplify the maintenance of the installation,

Впредлагаемой установке скорость истечения жидкости из сопл регулируется в широких пределах за счет изменения суммарноно давления в поперечном металлопроводе. Источник питания трехфазный промышленной частоты. Изменения размеров гранул достигаются изменением диаметра сопл.The proposed installation, the rate of fluid outflow from the nozzles is regulated over a wide range due to changes in the total pressure in the transverse metal wire. Power supply three-phase industrial frequency. Change in the size of the granules is achieved by changing the diameter of the nozzles.

Применение предлагаемой установки расширяет технологические возможностиThe application of the proposed installation expands technological capabilities

15348 по расплавлению, обработке, очистке и рафинированию жидкого металла в самом процессе диспергирования без промежуточных дорогостоящих устройств, повы5 шает экономичность установки и качество гранулирования. Например, переход на такую установку позволит получать гранулы из алюминия и черных металлов. Ис пользование предлагаемой установки су10 щественно повысит производительность . труда, уменьшит загазованность помещений, улучшит гигиену труда.15348 on the melting, processing, refining and refining of liquid metal in the process of dispersion without intermediate expensive devices, improves the efficiency of the plant and the quality of granulation. For example, the transition to such an installation will allow to obtain granules from aluminum and ferrous metals. Using the proposed installation will significantly increase productivity. labor, reduce the gas contamination of premises, improve occupational health.

Claims

(64) INSTALLATION FOR TECHNOLOGICAL PROCESSING I. DISPERSION OF LIQUID METALS, containing a metal container with a dispersion chamber and mixer, an inductor, dual induction channels, transport and dispersion electromagnets, an open transverse metal wire with nozzle devices, a drain chute and a container for cooling the granules obtained characterized in that, in order to increase the uniformity of the produced granules by stabilizing the current in the transverse metapproach and eliminating shunt currents, the dispersion chamber m Photocopier divided into two parts, which two channels are connected to the transverse meteploprovodu nozzle with two and two. dispersing electromagnets above them, and the drain trough is located on the axis of symmetry of the installation and connects the middle of the transverse mega pipeline and the mixer.