Устройство для продувки металла топливокислородной смесью

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА ТОПЛИВОКИСЛОРОДНОЙ СМЕСЬЮ, включающее подводы окислительного газа и защитного реагента, продувочное сопло, заключенное в огнеупорную пористую вставку, и коллектор для подачи защитного газа через торец огнеупорной , отличающееся тем, что, с целью повьпиения срока службы устройства, устранения настыпеобразования за счет достижения переменного охлаждающего эффекта от сопла к поверх-. ности огнеупорной вставки и уменьшения расхода защитного реагента, огнеупорная вставка вьшолнена с по .ристостью, равномерно уменьшающейся к периферии радиально от сопла в 1,3-2 раза. (Л

СОКИ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК. ав О11!

3(51)С 1С548

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с е. :: .:15, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3507235/22-02 (22) 03.11.82 (46) 23.03.84.Бюл. М- 11 (72) В.И.Баптизманский, В.М.Душа, В.И.Трубавин, Б.М.Бойченко и О.В.Кобзаренко (71) Днепропетровский ордена Трудово1 го Красного Знамени металлургический институт (53) 669.184.243(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 598939, кл. С 21 С 5/48, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

NI 617479, кл. С 21 С 5/48, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА ТОПЛИВОКИСЛОРОДНОЙ СМЕСЬЮ, включающее подводы окислительного газа и защитного реагента, продувочное сопло, заключенное в огнеупорную пористую вставку, и коллектор для подачи защитного газа через торец огнеупорной вставки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы устройства, устранения настылеобразования за счет достижения переменного охлаждающего эффекта от сопла к поверх-. ности огнеупорной вставки и уменьшения расхода защитного реагента, огнеупорная вставка выполнена с по,ристостью, равномерно уменьшающейся к периферии радиально от сопла в

1,3-2 раза.

1081215

40

Однако такая конструкция блока с точки зрения защиты футеровки днища нерациональна в связи с имеющим

55 место градиентом температур по сечению объема металла, контактирующего с поверхностью блока, увеличиИзобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в конвертерах.

Известны устройства для подачи окислительного газа и защитной сре- 5 ды, имеющие коаксиально расположенные кислородное и топливное сопла, заключенные в огнеупорный пористый блок, через который также подается защитная среда, поступающая иэ специального подвода (1 g.

Однако такая конструкция устройства для продувки металла требует больших расходов защитной среды,. что приводит к переохлаждению, прилега- 15

Ющих к контактной поверхности огнеУпорной вставки, объемов металла и усложнения технологии ведения плавки, Так, для достижения необходимой температуры металла в конце продувки 20 1 ребуется передувать металл, т.е. дополнительно окислять железо, чтобы восполнить потери тепла, необходимые на диссоциацию углеводородов защитной среды.

Технологии ведения конвертерной плавки с передувом присущи такие недостатки, как снижение производитель. ности конвертера за счет затрат времени на ввод дополнительного количества кислорода, увеличение износа футеровки конвертера в зоне шлакового пояса и окисленности металла из-за образования большого количества закиси железа. Последнее обсто35 ятельство приводит к снижению выхода годного, Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для продувки металла топливокислородной смесью, включающее подводы окислительного газа и, защитного реагента, продувочное сопло, заключенное в огне45 упорную пористую вставку и коллектор для подачи защитного газа через торец огнеупорной вставки>пористость блока, в который заключена кислородная труба, равномерна по сечению в радиальном направлении от центра к периферии Г 2 3. вающегося по мере удаления от устья последнего, Целью изобретения является увеличение срока службы устройства, устранение настылеобразования эа счет достижения переменного охлаждающего эффекта от сопла к поверхности огнеупорной вставки и уменьшение расхода защитного реагента.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для продувки металла топливокислородной смесью, включающему подводы окислительного газа и защитного реагента, продувочное сопло, заключенное в огнеупорную пористую вставку, и коллектор для подачи защитного газа через торец огнеупорной вставки, огнеупорная вставка выполнена с пористостью равномерно уменьшающейся к периферии радиально от сопла в 1,32 раза.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит установленную в кладке днища 1 огнеупорную пористую вставку 2, в отверстии которой расположена труба 3, имеющая возможность перемещаться в гайке 4, запрессованной во вставку. Дополнительно устройство снабжено подводом 5 окислительного газа, коллектором 6, соединенным с пористой вставкой и подводом 7 защитного реагента.

Устройство работает следующим образом.

В трубу 3 подают окислительный газ через подвод 5, а через подвод 7 — защитный реагент, который через коллектор 6 поступает во вставку 2 с равномерно уменьшающейся пористостью в радиальном направлении от центра к периферии. Истекающие окислительный газ и защитный реагент через трубу

3 и пористую вставку 2 соответственно обеспечивают продувку металла.

Защитный реагент из коллектора 6 поступает по порам вставки 2 на поверхность, контактирующую с жидким расплавом. На поверхности вставки 2 пузырьки защитного реагента диссоциируют и охлаждают прилегающие к ним объемы жидкого металла. Интенсивность охлаждения тем больше, чем больше поступит защитного реагента в тот или иной участок конвекторной ванны, а степень поступления

1081215 защитного реагента, при прочих равных условиях, регулируется количеством пор вставки,2

Таким образом, за счет изменения количества пор по сечению вставки в радиальном направлении, в предлагаемом устройстве достигается переменный охлаждающий эффект в том же направлении.

При этом достигается равномерный износ футеровки днища конвертера и снижение расхода защитного реагента, а поры огнеупорных вставок остаются открытыми в течение длительности службы устройства.

Результаты испытаний величин отклонений поверхности днища от уровня кислородного сопла, мм за плавку, приведены в таблице.

В таблице данные по пористости вставок приведены в процентах, однако в ней выделены границы заявляемых пределов, в которых пористость вставок равномерно изменяется, умень. шаясь от центра к периферии.

Изменению пористости в 1,3 раза соответствуют пределы 50-38Х а изменению пористости в 2- раза — 50-25Х.

При расходах защитного реагента, равных 1 и 2Х массового расхода окислителя, наиболее благоприятными для стойкости футеровки днища конвер5 .тера (минимальные износ и настылеобразование) являются вставки с по ристостью равномерно уменьшающейся .

4т 50 до 25 и от 50 до 38Х в радиальном направлении по мере удаления от

10 устья сопла окислителя, при этом в первом варианте (опыты 1-6 )диаметр огнеупорной вставки не должен превышать 15, а во втором (опыты 7-12 )не более 10 калибров сопла окисли15 теля.

Отклонение от приведенных пределов как в сторону уменьшения, так и увеличения пористости вставок или удаления от устья сопла окислителя

gp приводит к увеличению износа вставок или настылеобразования на их поверхности.

Увеличение расхода защитного реагента до 3Х массового расхода окислителя приводит к сплошному настылеобразованию на поверхности вставок, имеющих пористость в пределах 38 50X .

Ориентировочный экономический эффект при использовании предлагаемого изобретения составит 208 тыс.руб.

198!215 сс д «оа л л л л о о сч о а о еь л л сч л сч ф л л л

° сч сч

an с еь л о

Ю л о о о м о сч о л л л о сч о — и со

° ь ° ь л ° о — сч о о

Е» о с4

Р

«Ж I а 0И

Ж. 1 о р, 00М

Йж 1.

0 4 0

a0m

0 а

Х 6 4

U.Ð, М с0

004g

4 3С

Ж - М I

& сб Ц 1

1- и се \ о л р сч р л о о л о

Qa 4 0 I — — -»

QI QI, сЧ М а!

° 1 сЛ е

Ж I

Ф 1 н 1 н

Ф

«A ) м сч e «an сч л сч е еь Я Я л еь л л

СЧ СЧ М «ah СЧ сМ се1 сч

e an I Î e CO aO Î ф Л с 1

7 л ° ь л л л ° ь л ° ь ° ь ° ь л л л л

О О сч с «сч ««сч сч с1

« л ф а ф л в с1 а л

О

O Oi л л л ° ь ° ь л ° ь о о м м о о — сч о о м а л а а м л л л л л л л л л о о о о а о

Qo оi n m о о л ° ь O л л сч о

CO ф Ch O л еь л л а л л

Сч ь ° л л ° о о

Ю а о а а л л л л ° ° Л л л л л an In ье Ф С0

СЧ СЧ О л л Сч СЧ «» P л л

1 о о ! ! о - p о о со о а о е ф о о

° ь л л л ° сч л л л л О л сч - 0 + м сч л

О ! ! Π— 1 О О о а о а о о о а о, ф о о о а о

СЧ СЧ М М an a0 СЧ СЧ М М an "0 СЧ СЧ М

c — сч м -«ю оъ о л со сл

1081215 л о

Ф A

< ) Ф

О СЧ О

Ю Ю

tel LD

I 1 1 ао а

° ю л

CV C

° Ю а

1 л 1

I - I л

I I — 1

I 1

1 1

1 I

I 1

I а I

Ю 1 1О

Х I

1 ь

Ы 1 о л

Ю ° I Ю

С11 3 сч л

Ю л

СЧ СЧ л сч

° ь

CV со а л Ю

СЧ С11 и I

1 — — -1

И о х

1

l

1

I l

1 1

1 с Ъ 1

1 1

1 1

1 1

1

1 ()

СЧ

О ф л л о о

I I О с4 л

У л л

С4 С»4

1 (:Ь 1Г

1 СЧ О л а е е л СЧ С 1

С 1 1 I

Г

o л

Ю л

С1 3

° I 1

I

1

1

1 со — а

Ю ° о

1Х о х а о

И ъ

1

E»o х A х

Щ

1 и

А

Е»

U о

E и х

СО Î О

С» ) ill

СО О л

1 Х

1. а3 х

1 СО

1 е х о

С 3 о л о

I Х

I а

1

1

1 Э со eo

Ф х

6) и щ I

Х I

III I

I о р, 1

1

Е»

E" о (У х х

C о

Е и и

t6

Р

С о !

С и (4 а

>х х х

t( а

l 1

III 1

Ф C I а х I х,

О С» 1

Х Э I о х "х 1

Ю Ц 1

Х & U ихх

Ю Ф Х в с. о о -- ь л л л ° Ь

СЧ СЧ С1) I

I !

I

I ,1

I !

1.1

1

1 х

М

Ю о а ! Р

Я и о

1 m

1

1 Е»

I Э

1 с6

I Х

1 с6

1 Х

I 6) о