Сопло продувочной фурмы сталеплавильного агрегата

 

1. СОПЛО ПРОДУВОЧНОЙ ФУРМЫ СТАЛЕПЛАНИЛЬHQFO АГРЕГАТА, содержащее корпус, центральное сопло с конфузором, критическим сечением и диффузоре, образукяцее тракт подачи первичного кислорода, и периферийное кольцевое сопло, охватывающее центральное сопло и образующее тракт подачи вторичного кислорода , отличающееся тем, что, с целью увеличения стойкости и повышения эффективности продувки , в конфузоре выполнены ргщиальные отверстия, соединяхяцие тракты подачи первичного и вторичного кислорода , а периферийное кольцевое сопло выполнено в виде диффузора, при этом отношение площадей трактов подачи первичного и вторичного кислорода в критическом сечении составляет 0,5-1,0, а на срезе сопла 1 ,04-56,64 при длине диффузора 2,03 ,0 диаметра критического сечения. f/j 2. Сопло по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что углы раскрытия диффузоров центрального и периферийного сопел составляют соответственно 2 8-20 и 5 .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И}

МИ) С 21 С 5 48

ГОсудАРстВенный кОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ":

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2922919/22-02 (22) 13 ° 05.80 (46) 15 ° 04.83. Бюл. 9 14 (72) В.A...Махницкий, В.Г. Сосипатров, Ю.Н. Борисов, К.Д. Мокрушин, A.Е.Магер, П.И. Югов u A.Ä. Чертов. (71) Череповецкий ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени металлургический завод им. 50-летия СССР (53) 669.184.142(088.8j . (56) 1. Патент США }) 3427151, кл.,75-59, опублик. 1969.

2. Метц П. и др. Опыт по применению сопел для управления перемешиванием ванны при продувке фосфористого чугуна в 50.-т конвертера."Черные металлы", 1965, }) 15, с. 8, рис. 1. (54) (57) 1. СОПЛО ПРОДУВОЧНОЙ ФУРМЫ

СТАЛЕПЛАВИЛЬ ННОГО АГРЕГАТА, содержащее кс}рпус, центральное сопло с конфузором, критическим сечением и диффузором, образующее тракт подачи первичного кислорода, и периферийное кольцевое сопло, охватывающее центральное сопло и образующее тракт подачи вторичного кислорода, о т л и ч а ю щ е а с я тем, что, с целью увеличения стойкости и повышения эффективности продувки, в конфузоре выполнены радиальные отверстия, соединякяцие тракты подачи первичного и вторичного кислорода, а периферийное кольцевое сопло выполнено s виде диффузора, при этом отношение площадей трактов подачи первичного и вторичного кислорода в критическом сечении составляет 0,5-1,0, а на срезе сопла - (9

1,04-56,64 при длине диффузора 2,%)3,0 диаметра критического сечения.

2. Сопло по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что углы раскрытия ( диффузоров центрального и периферийного сопел составляют соответственно Я

8-20 и 5 .

1011699

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для выплавки стали в конвертерах, мартеновских и электродуговых сталеплавильных печах.

Известны Фурмы с общим подводом кислорода, обеспечивающие подачу комбинированного "жесткого" и "мягкого" дутья 1).

Дросселирование общего потока кислорода осуществляется на значительном удалении от насадка, Формирующего периферийный поток кислорода, при этом происходит разделение дозвукового потока. В результате трудно организовать подачу первич- 15 ного и вторичного потока кислорода с требуемыми характеристиками.

Вследствие этого имеет место неудовлетворительная стойкость фурм и снижение эффективности продувки. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сопло продувочной фурмы сталеплавильного агрегата, содержащее корпус, центральное сопло с конфузором, критическим сечением и диффузором, образующие тракт подачи первичного кислорода, и периферийное кольцевое сопло, образующее тракт подачи вторичного кислорода g 21.

Основными недостатками известного сопла, являются индивидуальный, раздельный подвод кислорода для

"мягкого" и "жесткого" дутья, что ведет к усложнению конструкции фурмы и неудовлетворительному взаимодей-, ствию двух потоков, что приводит к неустойчивому режиму продукции, к ограничению рассредоточения дутья; несовершенство конструкции сопел, 40 н результате чего за счет инжекции потока горячих газов и воздействия шлакометаллической эмульсии снажается стойкость сопел. В случае выхода их иэ строя, чтобы произвести 45 их замену, необходимо снимать всю форму. ,Р

%

Цель изобретения - увеличение стойкости фурмы и повышение эффективности продувки.

Поставленная цель достигается тем, что в сопле продувочной фурми сталеплавильного агрегата, содержащем корпус, центральное сопло с конфу.зором, критическим сечением и диффузором, образующее тракт подачи первичного кислорода, и периферийное кольцевое сопло, охватывающее центральное сопло и образующее тракт подачи вторичного кислорода, в кон- 60 фузоре выполнены радиальные отверстия, соединяющие. тракты подачи первичного и вторичного кислорода, а периферийное кольцевое сопло выпол-, нено в виде диффуэора, при этом от- 65 ношение площадей трактов подачи первичного и вторичного кислорода в критическом сечении 0,5-1,0, а на срезе сопла - 1,04-56 64 при длине

2,0-3,0 диаметра критического сечения.

При этом углы раскрытия диффузоров центрального и периферийного сопел составляют соответственно 820 и 5 .

Как установлено в результате промыаленных испытаний, укаэанные соотношения и углы являются оптимальными при обычно применяемой длине диффузора, равной 2,0-3,0 диаметра критического сечения.

На.фиг. 1 изображено предлагаемое сопло, общий вид в разрезе; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1.

Сопло состоит из корпуса 1, конфузора 2 с критическим сечением 3, диффузора 4 с разделительной голов". кой 5 и критического сечения., выполненного н виде кадиброванного отверстия 6, а также вкладыша 7 с центральным диффузором 8. Центральный диффузор 8 и кольцевой диффузор 4 соединены с общим конфузором 2. Вкладыш 7 снабжен фиксаторами 9, выполненными из металлических прутков или пластин и обеспечинающими его центровку в диффузоре 4, и резьбовым соединением 10 для крепления его на разделительной головке 5 сопла. В случае необходимости возможно изме-. нение параметров дутья путем замены разделительной головки или вкладыша, или голонки и вкладыша одновременно.

Дополнительное критическое сечение в виде калиброванных отверстий позволяет при общем подводе кислорода обеспечивать "мягкое" и "жесткое" дутье, увеличивать производительность сопла и соответственно сталеплавильного агрегата. Наличие второго диффузора обеспечивает рассредоточение дутья при высоком его расходе и улучшает массообмен и ра финирующее воздействие кислорода на расплав. Кроме того, "мягкое" дутье экранирует .сопло и предохраняет его от непосредственного воздействия вы- . сокотемпературных газов. !

Вкладыш сопла позволяет в широких пределах изменять параметры

"мягкого" и "жесткого" дутья путем изменения его размеров и конфигурации. Изготовление вкладьыа производится отдельно от других деталей, поэтому создаются условия для обеспечения заданной расчетной формы.

Фиксаторы предназначены для уста-. новки вкладыша в определенном положении и устойчивости конструкции.

Устройство работает следующим образом.

1011699

При продувке металла кислородом через фурму, снабженную предложенными соплами, в сопле общий поток

- кислорода делится на два самостоятельных потока, адин из которых проходит через критическое сечение, выполненное в виде калиброванных отверстий 6, и кольцеобраэный зазор диффузора 4. Диффузором 8 формируется кислородная струя, обеспечивающая характеристики потока, необходиьые 0 для ведения обезуглероживания металла, т.е.,повышенная кинетическая энергия потока и уменьшенный подсос газа в струю, а через диффузор 4 за счет подбора сечений калиброванных)5 отверстий 6 подается кислород и организуется струя с газодинамическими характеристиками, отвечакицими требованиям наилУчшего шлакообразования, т.е. меньшая кинетическая энергия и .@ максимально возможный подсос газов в струю.

Таким образом, предложенная конструкция сопла обеспечивает получение кислородного потока, обладающего одновременно противоречивыми требованиями, отвечающнми как условиям интенсивного обезуглероживания, так и эффективного шлакообраэования.

Кроме того, в предложенном варианте увеличение интенсивности продувки может достигаться не только путем увеличения количества сопЕл, но и путем увеличения суммарного критического сечения сопла без существенного увеличения его габаритов, что обеспечивает увеличение стойкости фурMH и производительности сталеплавильного агрегата. Выполнение разделительной головки 5 и вкладыша 7 съемным обеспечивает возможность изменения профиля диффузоров без замены фурмы и реконструкции наконечника, что позволяет осуществлять быстрый переход на новые характеристики кислородной струи, например, при изменении сортамента выплавляюаих сталей или изменении химического состава шихтовых материалов. Вкладыш 7 не требует специального водяного охлаждения-, поскольку он расположен.в зоне адиабатического расширения кислородного потока и на его поверхности достигаются температуры (-80)(-1203C а диапазоне изменения давления кислорода перед соплом в пределах

11-16 ата.

Экономический эффект от использования изобретения достигдртся за счет увеличения интенсивности продувки и

:стойкости фуроры составляет 200тыс.руб. при годовом производстве 1 млн.т стали в год.

1011699

СоставитеЬь С. Миронов

Редактор 7. Парфенова Техред A.Áàáèíåö Корректор В. Бутяга

Заказ 2690/32 Тираж 566 Подписиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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