真空精炼金属的方法及其实施装置制造方法及图纸

一种真空精炼金属的方法，它是使熔融金属熔液面上方的最大压力值降至一个足以在金属熔液的上方产生气体分压力的值，该分压力低于金属熔液内部的分压力，而金属受到脉动压力的处理，其特征在于，所述金属熔液面上方的压力在０．０３－５Ｈｚ的低频范围内的变化幅度为０．０２－０．０８ＭＰａ，与此财时，在５５－１９５Ｈｚ的中频范围内的变化幅度为０．００５－０．０１ＭＰａ，而在３５０－３５００Ｈｚ的高频范围内的变化幅度为０．０００１－０．００１ＭＰａ。２．如权利要求１所述的方法，其特征在于，所述的处理是对从整个体积金属熔液中周期性取出的个别部分来进行的。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及黑色冶金技术，更具体地说涉及一种真空精炼金属的方法以及实现这些方法的装置。已有技术在本
已知的是一种熔融金属的脱炉精炼方法，在该方法中，于熔化表面上方产生一个真空，所述真空的真空度是在0.03到0.07MPa的范围内连续变化的。对此真空另外叠加了一个脉动真空，其大小为0.02到0.05Mpa，频率为5到50赫兹以及200到250赫兹(参见RU，A，1,547,322)。该种已有技术的方法对熔融金属的精炼并不适宜，这是因为压力脉动的效应不能穿透到所需深度，而只有从该深度气泡才可以长到所需尺寸。此外，这种方法不能实现同样也有助于气泡生长的调整扩散(rectified dif-fusion)过程，而且不能对金属熔液中细微气泡的“缓冲”面层产生影响。 本
已知的用以实施上述熔融金属的脱炉精炼法的装置是由一个在真空密闭容器内的装置构成的，在该容器内通过一个真空泵产生真空脉动(参见前述引文)。实现上述方法的该装置不能在有各种气体从金属中逸出的情况下保持稳定的处理条件，而且不能靠从容器内抽出的高温气体进行加热操作。本
还已知一种金属的真空精炼方法，在该方法中，需要将熔融金属上方的混合气体压力降低至一个足以在金属熔液上方产生分压力的值，所述压力低于金属熔液中气体的分压力，而作用于所述金属的是脉动压力(参见RU，A，1441809)。根据该方法，在金属熔液上方产生一个真空，所述真空是在一个高频范围内脉动的。由于处理的深度不够，因此这种方法没有达到所需的金属精炼程度。此外，这种方法也不能实现调整扩散过程，而上浮过程和气泡的碎裂却导致密度降低，而且通常不能获得满足质量要求的金属。在本
已经知晓的是，容器带有一个排气嘴和一个具有一壳体、一喷嘴、一混合管道并且装在所述排气嘴上的喷射器(参见前述引文)。实现上述方法的装置还包括一个向金属熔液吹送惰性气体的风口。这种装置操作不便且不可靠，同时效率相对较低。对本专利技术的揭示本专利技术的一个基本目的在于，提供一种金属的真空精炼方法，在该方法的压力脉动范围内，可获得满足质量要求的金属，本专利技术并提供了一种能实施上述方法的金属真空精炼装置，该装置操作便利、可靠并且能最大限度地提高效率。上述目的是通过提供这样一种金属精炼方法来达到的，在该方法中，使熔融金属液面上方的最大压力值降至一个足以在金属熔液的上方产生气体分压力的值，该分压力低于金属熔液内部的分压力，而金属受到脉动压力的处理；根据本专利技术，所述金属熔液面上方的压力在0.03-5Hz的低频范围内的变化幅度为0.02-0.08MPa，在55-195Hz的中频范围内的变化幅度为0.005-0.01MPa，而在350-3500Hz的高频范围内的变化幅度为0.0001-0.001Mpa。同样的方法还适用于从整个体积金属熔液中周期性取出的个别部分来进行处理。上述目的是通过提供一种用上述方法进行金属真空精炼的装置来达到的，该装置包括一个真空密闭的容器，它具有一个排气嘴、一个具有一壳体、一喷嘴和一混合管道的喷射器，喷射器装在排气嘴上，根据本专利技术，该装置配置了一个可使穿过喷射器的喷嘴的工作气体流速产生低频脉动的装置、一个可使在气体排放管的入口处的气体流速产生中频脉动的装置、以及一个可使从容器中抽出的气体流速产生高频脉动的装置，所述容器是作成一调节器形式，该调节器可以根据下列公式来调节喷射器的喷嘴和/或混合管道的流动截面，所述公式为Fa=K1·Fc2/Fb]]>其中，Fa是混合管道的横截面积；K1是一个从0.5到0.7的系数；Fb，Fc分别是喷嘴的临界和出口的横截面积；Fb＝K2·Fc，这里的K2是一个从0.7到0.02的系数。上述可以改变喷射器喷嘴的流动截面的调节器是做成一组喷嘴形式。上述可以改变喷射器的喷嘴和/或混合管道的流动截面的调节器是做成一装在喷射器的喷嘴和/或内表面上的内插件形式。前述可以改变喷射器的混合管道的流动截面的调节内插件是做成带有1-3°斜度的锥面，其较窄部分是朝着所述混合管道的出口延伸的。喷射器可以在混合管道的出口处有一个圆筒形的管道，其横截面积为Fd＝(2-5)Fa，长度为La＝(7-12)Da，这里的Da是圆筒形管道的直径，该圆筒形管道带有一截面积为Fc＝(1.2-2.5)Fa的出口喉部。本专利技术方法的优点在于，它能大大减少金属中残留的未分解气体和非金属夹杂物的含量，这是因为对容器中金属熔液的处理深度有所增加、建立了调整扩散过程、气泡的上浮功能增强、减少了气体从金属中逸出时的阻力并且可以使气体穿透一渣层，利用所有这些手段便可获得具有预定质量的金属。利用能实施本专利技术方法的装置可以使压力脉动的范围相应于所处理金属熔液的化学和物理特性作出相应的变化。这样，由于将气体动力管道选择成最佳的几何形状，而且可随着金属熔液中气体逸出情况的变化来自动的调节，所以该装置能以最大的效率充分利用工作气体的能量。因为基本的部件没有和真空室中抽出的高温气体接触，所以本专利技术装置的使用寿命较长，而且操作可靠，并且具有最大限度的效率。附图简要说明下面将通过例子并结合其附图来进一步描述本专利技术。附图说明图1是根据本专利技术的金属真空精炼装置的一实施例的总示意图(部分纵剖的剖视图)；图2是图1装置的另一个实施例的总示意图(部分纵剖的剖视图)；图3示出了图1所示装置的又一个实施例(部分纵剖的剖视图)；图4示出了图1所示装置的再一个实施例(部分纵剖的剖视图)；图5示出了图3和4所示装置的一个实施例(部分纵剖的剖视图)；图6是本专利技术装置的还有一实施例的总示意图(部分纵剖的剖视图)；专利技术的最佳实施方式。本专利技术的金属真空精炼方法在于，向一个容器内的熔融金属供给一具有预定参数的工作气体，在熔融金属上方的混合气体压力在2-5秒内降至一个足以在熔融金属内产生分压力的值，而金属则受到脉动压力的处理。熔融液面上方的压力在0.03-5Hz的低频范围内的变化幅度为0.02-0.08MPa，在55-195Hz的中频范围内的变化幅度为0.005-0.01MPa，而在350-3500Hz的高频范围内的变化幅度为0.0001-0.001Mpa。因为压力是连续变化的，所以压力的最终值是各个不同频率和幅度的分量叠加而成的。频率范围0.03-5Hz、幅度范围0.02-0.08的低频分量会导致这样的现象，即，在压力降低的过程中，CO或惰性气体气泡膨胀，而在压力升高的过程中它们是缩小的。在膨胀过程中扩散流被引入气泡，而在缩小过程中它被引向外部，然而，前一种过程要强烈得多，并且使气泡快速地长大。气泡的脉动会导致其在熔融金属内不断更新其边界层；当气泡达到共振尺寸时，它会分裂成较小的气泡，这些小气泡也会开始长大。在熔融液面上的压力低频脉动会在金属熔液中产生真空和压力波。考虑到选择的0.03-5Hz的频率范围覆盖了具有深度为0.5到4m的熔融金属并含有0到50％气体的容器的共振频带，脉动幅度低于0.02MPa时不能使熔融金属中气体的调整扩散过程有显著的加强，而当幅度在0.08MPa之上时则会增加能量消耗并降低真空密闭容器的密闭性能。频率范围55-195Hz、幅度范围0.005-0.02MPa的压力脉动分量会在容器壁的区域附近产生强烈的微流，它本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：J·S·科马拉托夫，A·A·基里切科夫，V·P·诺沃洛德斯基，M·A·特列季亚科夫，G·V·布尔拉卡，V·A·斯皮林，A·A·费季索夫，V·B·亚历山德罗夫，S·I·日加奇，A·M·西佐夫，V·E·尼科利斯基，V·V·卡巴拉卡，A·V·萨温，
申请(专利权)人：〃下塔其尔钢铁公司〃股份公司，梅日符扎夫斯基〃喷射工艺〃工程中心，
类型：发明
国别省市：