Аргон в металлургии

Райхле Л.

Металлургия, 1971 г.

ВВЕДЕНИЕ АРГОНА В МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ РАСПЛАВЫ

Для соединения частей установки, по которым подается аргон, необходимо применять только металлические шланги или трубы, так как использование других материалов неизбежно приведет к загрязнению аргона (обогащению его кислородом в результате диффузии). Малейшие неплотности (например, поры .в сварных швах) или шланги и трубы из газопроницаемых материалов также могут способствовать быстрому загрязнению аргона газами из атмосферы. Подходящими газонепроницаемыми материалами являются плотные металлы. Из синтетических материалов для уплотнения трубопроводов для аргона до сих пор оправдал себя только тефлон.

Схема расположения отдельных устройств, необходимых для введения аргона в разливочный ковш, представлена на рис. 3. Аргон из баллонов или испарителя по трубе достаточного сечения поступает к редукционному клапану. После установления начального давления, которое определяется по количеству аргона, вводимого в единицу времени, инертный газ через расходомер подводится к пористому блоку.

Особенно важно правильно определить сечение трубопровода для подвода аргона от испарителя или баллонов к пористому блоку в дне ковша. При слишком малом сечении трубопровода, длина которого обычно составляет несколько метров, может возникнуть 'Недопустимо большая потеря напора, в результате чего к пористому блоку будет подведено недостаточное для продувки количество аргона.

На рис. 4 приведена номограмма для определения потери напора, из нее в зависимости от сечения трубы и приведенной длины (длины трубы с учетом колен и вентилей) можно определить потерю напора для различных давлений. Номограмма была рассчитана по тепловому атласу «Общества немецких инженеров» [47], раздел Ζ (Потери напора в трубопроводах и фасонных деталях)*. Номограмма справедлива для температуры аргона 25°С

Штриховая предельная кривая для скорости в конце трубы, равной скорости звука, справедлива для давления 4 ат. В общем нет необходимости корректировать эти данные на точные значения температуры и давления, так как, например, при равных потерях напора уменьшение количества проходящего аргона при повышении температуры на 60 град (например, с 25 до 85°С) составляет только около 10%.

УСТАНОВКА ПОРИСТЫХ БЛОКОВ В РАЗЛИВОЧНЫЕ КОВШИ

В первых опытах в целях безопасности в дно ковша устанавливали только один блок, так как опасались прорыва расплава по периметру пористого блока или даже через блок, а также его быстрого износа.

Первоначальные опасения относительно просачивания расплава оказались необоснованными.

Промышленные опыты вскоре показали, что нет необходимости заключать пористые блоки в металлическую оболочку, как это делали в первые годы. Достаточно установить блок в приваренную к дну ковша обечайку и уплотнить швы огнеупорным цементом (рис. 11); для этой цели прежде всего оказалась пригодной смесь жидкого стекла и порошкообразного огнеупорного цемента. Этот способ уплотнения позволил устранить утечку аргона через неплотность по периметру блока .и через эрозионные отверстия в дне ковша.

В настоящее время для заполнения швов применяют мертель SANIT70, линейное   расширение   которого в области температур 1400—1600°С составляет 16—18%, & температура размягчения 1730°С. Швы, заполненные этим мертелем, при эксплуатации остаются надежно газоплотными.

Хорошие результаты были получены также при применении мертеля PERMOSTOP*, содержащего 60% весьма мелкозернистой окиси алюминия.

Этот мертель устойчив до температуры 1720°С и по сравнению с SANIT70 имеет сравнительно низкое линейное расширение.

Крепление пористой пробки (рис. 6, б) к стержню стопора при применении блоков из плавленого муллита было изменено. Обычные пористые блоки имеют крупную резьбу, <в которую ввинчивается трубчатый стержень, но для крупнозернистой массы плавленого муллита такая резьба не подходит.

Вместо резьбы в пористом блоке предусмотрено цилиндрическое отверстие с двумя различными диаметрами. Схема крепления пористого блока на трубчатом стержне показана на рис. 12.