Кислородная фурма

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное н авт. свид-ву(22) Заявлено 311281 (21) 3370904/22-02 (И}М.КЛ. сприсоединениемэаявки ЙоС 21 С 5/48

Государственный комитет

СССР но делам. изобретений и открытий (23) Приоритет1ЩУДК 669.184. .142(088.8) Опубликовано 07.03.83. Бюллетень 9 9.Дата опубликования описания 0703.83

1 ;" Ъ

A.Ã.Чернятевич, Ю.И.Шиш. A.П. Наливайко, С.Н llieipas<,,:„,, A.Ñ.Tàðòàêîâñêèé, В.A.ÌàõíèöÊèé и Ю.И.ГладиЛин " "". а*, е- - (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Днепродзержинский ордена Трудового Красного Знамени индустриальный институт им. М.И.Арсеничева (54) КИСЛОРОДНАЯ ФУРМА

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к кон- струкции кислородных фурм для дожигания окиси углерода в полости конвертера, и может быть использовано при выплавке стали в агрегатах, работающих с донной и боковой продувкой ванны.

Известна фурма для подачи кислорода сверху в конвертор, имеющая головку с соплами для продувки жидкого металла и расположенные над ней в несколько рядов по окружности сопла, размещенные в шахматном порядке с одинаковым наклоном к оси фурмы(11.

Такая конструкция фурмы благодаря созданию сплошной газовой завесы над зоной продувки повышает эффективность защиты огнеупорной кладки агрегата от брызг металла и шлака, однако вызывает черезмерное переокисление шлака. а также перегрев и сжигание футеровки конвертора из-за преимущественного развития дожигания окиси углерода в районе его гор- 25 ловины.

По этим причинам существенно сни- . .,. жается эффективность передачи тепла. от сгорания окиси углерода в самой ванне, а также стойкость футеровки 30 конвертера, что приводит к отказу от использования таких фурм в промышленных конверторах.

Отмеченные недостатки в некотовой степени устраняются в конструкциях фурм, предусматривающих развитие дожигания окиси углерода вблизи поверхности ванны при одновременном уменьшении выбросов металла и шлака из эоны продувки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является фурма, содержащая систему концентрично расположенных труб для подвода газа, подвода и отвода охладителя, многосоп ловую головку и свободно расположенный вокруг нее экран в виде огнеупорной трубы12 .

При использовании такой фурмы эона продувки оказывается изолирован-. ной от рабочего пространства агрегата, При этом образующиеся в высокотемпературной зоне брызки металла и шлака локализуются внутри огнеупорного экрана, окружающего головку фурми и возвращаются в расплав.

Известная конструкция фурми не позволяет осуществлять эффективного дожигания в полости конвертора дан1002365 ного дутья окиси углерода, равномерно выделяющейся по площаци ванны.

Конструктивно это связаио со свободным (не закрепленным) расположением экрана вокруг головки фурмы. По этой причине продувка осуществляет,ся только при расположении головки фурмы внутри экрана, погруженного примерно на треть в расплав шлака и металла. В этом случае зона распрост-, ранения кислородных струй в процессе продувки практически изолирована от рабочего пространства конвертора, а поэтому окись углерода слабо вовлекается в кислородный поток через един- . ственный кольцевой зазор, образован- $5 ный наружной поверхностью фурмы и внутренней поверхностью экрана. Эжекция окиси углерода в кислородный поток из отделенных объемов рабочего пространства конвертора затруднена также из-за встречного выхода газов из ванны в пределах площади погружен-. ного в расплав экрана. Все это ведет к ограниченному дожиганию окиси углерода в локализованной области, занимающей .слишком малый объем по отношению к рабочему пространству конвертора над ванной и, как следствие, к малоэффективному .нагреву ванны и снижению доли переплавляемого скрапа в шихте.

Недостатком фурмы также является изготовление экрана в виде огнеупорной цилиндрической трубы. Цилиндрическая огнеупорная труба ограничивает рассредоточение кислородных струй 35 путем увеличения угла наклона сопл к вертикали в головке фурмы и тем самым нельзя увеличить площадь высокотемпературного воздействия факела догорающей окиси углерода на ванну 40 при выбранных размерах головки и экрана, так как в противном случае экран быстро выходит из строя из-за воздействия на него высокотемпературных струй, 45

Кроме того, огнеупорный экран обладает низкой механической прочностью и недостаточной термостойкостью в условиях высоких температур рабочего пространства конвертора, что ведет к пониженной стойкости фурм.

Цель изобретения — повышение эффективности дожигания окиси углерода и увеличение стойкости фурмы..Цель достигается тем, что в кислородной фурме, содержащей систему концентрично расположенных труб для подвода газа, подвода и отвода охладителя, многосопловую головку и расположенный вокруг нее с зазором экран, экран выполнен, составным в 60 виде концентрически расположенных. и жестко соединенных между собой обечаек в форме усеченных конусов, образующих кОльцевые щели, причем обечайка наименьшего диаметра при- 65 креплена к фурме, а остальные обечайки установлены с последовательным увеличением их диаметра в сторону истечения газов из фурмы.

При этом составной экран может .быть металлическим с закрепленной на нем металлической сеткой> на кото рую нанесена огнеупорная обмазка. !

На фиг.1 изображена предлагаемая кислородная фурма, продольный разрез; на фиг.2 — то же, вид сверху.

Фурма содержит три концентрично расположенные трубы 1,2 и 3, образующие тракты для подачи кислорода, подвода и отвода воды и головку 4 с соплами 5. К наружной трубе 1 над головкой фурмы прикреплен с помощью ребер б составной экран, выполненный в виде концентрически расположенных и соединенных: между собой ребрами 6 металлических обечаек 7 в форме усе- ченного конуса. Обечайки изготавливаются и з жаропрочной стали. Они установлены ступенчато вниз от торца головки с увеличением наружного диаметра. экрана по нормали к оси фурмы.

Между обечайками образованы кольцевые

,щели 8. На поверхности обечаек и ребер составного экрана закреплена металлическая сетка 9, а на сетку нанесен слой огнеупорной обмазки 10.

Сетка способствует удержанию обмазки на поверхности экрана, что увеличи.вает стойкость экрана.

Фурма.работает следующим образом.

Она вводится через горловину конвертора, при этом в рабочем положении нижний срез составного экрана располагается на определенной высоте над уровнем жидкой ванны.

По внутренней трубе 3 кислород поступает к головке фурмы 4 и истекает через сопла 5 внутри составного экрана в рабочее пространство конвертора. Вода для охлаждения фурмы поступает в зазор между трубами

2 и 3, омывает головку с соплами и отводится по зазору между трубами

1и2.

В процессе истечения кислородных струй внутри составного экрана вдоль

его стенок образуется разрежение „ что способствует более интенсивному подсосу в кислородный поток через кольцевые щели окиси углерода, выделяющейся из ванны при донной продувке. В результате происходит интенсивное сгорание окиси углерода в потоке кислорода, на пути к ванне образуется высокотемпературный направленный факел, который омывает значительную поверхность конверторной ванны, что.способствует более эффективной передаче тепла ванне от факела и лучшему нагреву последней. При этом высокотемпературный факел не воздействует непосредстве 1002365 но на стенки конвертора, что повышает стойкость его футеровки.

По сравнению с прототипом предлагаемая фурма позволяет более эф фективно дожигать окись углерода в рабочем пространстве конвертора и улучшить нагрев ванны, увеличить стойкость фурмы; повысить долю скра. па в металлошихте в результате более эффективного нагрева ванны; ускорить процессы шлакообразования, десульфурации и дефосфорации, а также повысить стойкость футеровки . конвертера.

Предлагаемая фурма по сравнению с прототипом надежнее в эксплуатации, ее 15 стойкость должна быть минимум на

50%. выше. Доля скрапа в металлошихте конвертора при использовании фурмы может быть. увеличена минимум на 1, 5Ъ.

Формула изобретения

1. Кислородная фурма для дожигания окиси углерода в полости конвертера, содержащая систему концент,рично расположенных труб для подвода

I газа, подвода и отвода охладителя, многосопловую головку и расположенный вокруг нее с зазором экран, отличающаяся тем, что, с целью повышения эФфективности. дожигания окиси углерода и увеличения стойкости фурмы, экран выполнен составным в виде концентрически рас,— положенных и жестко соединенных между собой обечаек в форме усеченных конусов, образующих кольцевые щели, причем обечайка наименьшего диаметра прикреплена к фурме, а осталь ные обечайки установлены с последовательным увеличением их диаметра в сторону истечения газов из фурмы.

2. Фурма по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что составной экран выполнен металлическим с закрепленной на нем металлической сеткой, на которую нанесена огнеупорная обмазка.

Источники информации., принятые во внимание при экспертйзе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 255306, кл. С 21 С 5/48, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР ,Р 355230, кл. С 21 С 5/48, 1969.

1002365

Составитель О.Попов

Техред M.Tenep Корректор М.Коста

Редактор О.Юркова

Заказ 1730/10

Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4