Фурма для глубинной продувки металла в ковше

Авторы патента:

ОБЪЕДКОВ АЛЕКСАНДР ПЕРФИЛОВИЧ

КАБЛУКОВСКИЙ АНАТОЛИЙ ФЕДОРОВИЧ

КУКЛЕВ ВАЛЕНТИН ГАВРИЛОВИЧ

ВИХЛЕВЩУК ВАЛЕРИЙ АНТОНОВИЧ

СТОРОЖЕНКО АНАТОЛИЙ СЕРГЕЕВИЧ

ЛЕВИН ДМИТРИЙ ЮРЬЕВИЧ

НОСОЧЕНКО ОЛЕГ ВАСИЛЬЕВИЧ

ХАРАХУЛАХ ВАСИЛИЙ СЕРГЕЕВИЧ

ГАНОШЕНКО ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

ПЛИСКАНОВСКИЙ АЛЕКСАНДР СТАНИСЛАВОВИЧ

МЕЛЬНИК СЕРГЕЙ ГРИГОРЬЕВИЧ

C21C5/48 - фурмы и днища

C21C1 - Рафинирование чугуна; литейный чугун

1. ФУРМА ДЛЯ ГЛУБИННОЙ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА В КОВШЕ, содержащая футерованный цилиндрический корпус и размещенную внутри него с зазором трубу подвода газопорошковой смеси,отличающаяся тем, что, с целью повышения срока ее службы, она снабжена концентрично установленными относительно корпуса в зазор .е дополнительными трубами, причем отношение половины суммы площадей поперечного сечения стенок двух концентрично размещенных труб к площади поперечного сечения зазора между трубами составляет 1:1-0,2, а длина дополнительных труб равна 1/3-1/10 длины погружаемой части фурмы. 2. Фурма по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительные тру бы и труба подвода газопорошкпвой смеси установлены одна относительно другой со смещением по .вертикали, ранным 0,5-0,8 диаметра корпуса фурмы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Я«

РЕСПУБЛИК

691 (И) 4-1511 С 21 С 5/48; 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛМРЬПЪФ

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 3531942/22-02 (22) 06.01.83 (46) 07.01.85. Бкл. Р 1 (72) А.П. Объедков, А.Ф. Каблук овский, В.Г.Куклев, В.А. Вихлевщук, А.С. Стороженко, Д.Ю.Левин, О.В.Носоченко, В.С.Харахулах, В И.Ганошенко, А.С.Плискановский и С.Г.Мельник (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследователь ский институт черной металлургии им. И.П.Бардина и Институт черной металлургии (53) 669.184.142(088.8) (56) Каблуковский А.Ф., Салаутин В.А. и Мазуров Е.Ф. Электроплавка стали в крупных печах. М., "Металлургия", 1979, с. 198.

2. Авторское свидетельство СССР

У 922158. кл. С 21 С 5/48, 1980. .(54) (57) 1. ФУРМА ДЛЯ ГЛУБИННОЙ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА В КОВШЕ, содеРжащаЯ ФУтерованный цилиндрический корпус и размещенную внутри него с зазором трубу подвода газопорошковой смеси,. о т л и ч.а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения срока ее службы, она снабжена концентрично установленными относительно корпуса в зазоре дополнительными трубами, причем отношение половины суммы площадей поперечного сечения стенок двух концентрично размещенных труб к площади поперечного сечения зазора между трубами составляет 1:1-0,2, а длина дополнительных труб равна 1/3-1/10 длины погружаемой части фурмы.

2. Фурма по п. 1, о т л и ч а в- Е щ а я с я тем, что дополнительные тру бы и труба подвода газопорошковой смеси установлены одна относительно другой со смещением по вертикали, равным 0,5-0,8 диаметра корпуса

Фурмы.

113329.8

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к оборудова. нию для внепечного рафинирования металла в ковше порошками и инертными газами. 5

Известна фурма, выполненная в виде ложного стопора, в теле винтового хвостовика и огнеупорной пробке кото. рого выполнено отверстие, через которое пропущена труба," соединенная с трассой пыпегазопровода (1 .

Однако из-за различных термических напряжений, вызываемых нагревом металла с боковой части пробки и охлаждения газом в торце огнеупорная пробка разрушается и металл расплавляет тело винтового хвостовика стопора и трубку.

Известна фурма для продувки металла в ковше, содержащая футеро- 20 ванный цилиндрический корпус и размещенную внутри нее с зазором трубу подвода газопорошковой смеси, причем в корпусе выполнены отверстия, оси которых перпендикулярны оси фур- 25 мы (2) .

Нецостатком известной фурмы является неудовлетворительный срок служ. бы, особенно при продувке высокотемпературных расплавов. 30

Целью изобретения является повышение срока службы.

Поставленная цель достигается тем> что фурма для глубинной продувки металла в ковше, содержащая футерован- З ный цилиндрический корпус и размещенную внутри него с зазором трубу подвода газопорошковой смеси, снабжена концентрично установленными относительно корпуса в зазоре дополнитель- О ными трубами, причем отношение половины суммы площадей поперечного сечения стенок двух концентрично размещенных труб к площади поперечного сечения зазора между трубами составляет 45

1:1-0,2, а длина дополнительных труб равна 1/3-1/ 10 длины погружаемой части фурмы.

При этом, дополнительные трубы и труба подвода газопорошковой смеси установлены одна относительно другой со смещением по вертикали, равным О, 5-0, 8 диаметра корпуса фурмы.

На фиг. 1 изображена предлагаемая фурма, продольный разрез, на фиг. 2

55 и 3 вЂ” то же, варианты выполнения.

Фурма содержит корпус 1 с огнеупор ной футеровкой 2 и пылегаэопровод 3, между которыми установлены одна или несколько .труб 4 с зазором 5 одна относительно другой. Трубы 4 могут крепиться к корпусу 1 и пыпегазопроводу 3 посредством пластины 6 сваркой. Основания корпуса 1 фурмы, труб 4 и пылегазопровода 3 при погружении в металл контактируют с жидким металлом. Под действием ферростатического давления металл поступает в зазоры 5, охлаждается и затвердевает, в результате образуется монолитный металлический наконечник °

Для продувки легкоплавких порошкообразных реагентов (алюминий, кальцинированная сода, плавиковый шлат} можно применять фурму (фиг. 3), основания корпуса 1 которой, труб 4 и пылегазопровода 3 смещены по вертикали одни относительно других, образуя ступени, восходящие к оси фурмы, прщ этом смещение. основания пыпегазопровода 3 относительно основания корпуса

1 составляет 0,5-0,8 диаметра корпуса

1 фурмы. Количество труб, устанавливаемых между корпусом фуроры и пылегазопроводом, выбирается, исходя. из диаметра корпуса и диаметра пы. легазопровода, величина которых определяется экспериментально в зависимости от глубины погружения фурмы, времени и интенсивности продувки металла в ковше порошком и газом. Например, при продувке чугуна магнием с известью или карбидом кальция диаметр фурмы 200 мм, а диаметр пылегазопровода 33 мм. При продувке стали в 350 т ковше силикокальцием диаметр корпуса фурмы достигает

90 мм., а диаметр пылегазопровода

2 1 мм. Для продувки стали в ковше

180 т диаметр корпуса фурмы составляет 57 мм, а диаметр пылегазопровода 21 мм.

Длина концентрических труб определена экспериментально. При размере труб менее 1/ IO длины погружаемой части фурмы наблюдается проникновение жидкого металла в полость выше концентрических труб, что приводит к оплавлению пылегазопровода, нарушению режима продувки или ее остановке.

При размере труб в пределах 1/101/3 длины погружаемой части металл

"входит между концентрическими трубами, охлаждается и затвердевает, образуя надежно работающий наконечник, 1133298 защищающий пыпепровод и корпус от расплавления.

При размере трубы более 1/3 длины погружаемой части фурмы увеличивается вес конструкции, лимитирующим звеном стойкости фурмы при этом является огнеупорная футеровка, поэто му ставить трубы более 1/3 длины погружаемой части экономически неэффективно. !о

При отношении половины суммы площадей поперечного сечения стенок двух концентрично размещенных труб к площади поперечного зазора между трубами меньше, чем 1: 1, имеют место случаи поступления металла в полость выше установленных концентрических труб, что приводит к нагреву, оплавлению пылегазопровода, спеканию порошков и остановке продувки. 2п

При отношении этих величин в пределах 1:1-0,20 металл входит между концентрическими трубами, охлаждается и затвердевает, не выходя за концентрические трубы. Таким образом, полу" 25 чается надежно работающий наконечник, обеспечивающий стойкость фурмы, равной стойкости футеровки. IIpg отношениях указанных параметров больше, .чем 1:0,20. трудно собрать. фурму иэ- Зо за разнотолщинности, отклонения диа метра от номинального размера эллипсности устанавливаемых труб.

При продувке металла легкоплавкими порошкообразными материалами (алюминий, капьцинированная сода) важно, 35 чтобы торцовая часть пыпегазопровода не контактировала с жидким металлом, так как при этом происходит его нагрев до 700-900 С, что вызывает расО плавление порошка в пыле газопроводе и остановку продувки, Поэтому для продувки легкоплавких материалов используется фурма, в которой основания кор° пуса устанавливаемых концентрических . труб и .пылегазопровода фурмы смеще- . .,ны одни относительно других, образуя ступени, восходящие к оси фурмы, причем смещение основания пылегазопровода составляет 0-,5-0,8 диаметра корпуса. При отношении этих величин менее, чем 0,5, наблюдается контакт жид. кого металла с торцовой частью пыпегазопровода. При отношении О, 5-0,8 фурма обеспечивает надежную подачу легкоплавких порошкообразных материалов. При отношении большем, чем 0,8, наблюдается дискретная выдача порошка из фурмы, что приводит к снижению эффективности обработки.

Пример. Работа фурмы при продувке в ковые порошкообразными реагентами и безокислительными газами.

Металл продувается в 180 т ковше порошкообразным силикокальцием с расходом 35 м /ч агона и 30 кг/мин порошка, температура продуваемого металла o

1620 С. Продувку металла ведут в течение 11 мин с использованием фурмы (фиг. 1), состоящей из корпуса 1, футерованного огнеупорной массой 2.

Корпус 1 выполнен из трубы размером

57х10 и пыпегазопровода 3, выполненного из трубы 21х3. При сборке фурмы между корпусом 1 фурмы и пыпегазопроводом 3 со стороны сопла устанавливают концентрически трубу 4 размером

33,5х4, длиной 500 мм и приваривают через пластину 6 к торцу корпуса.

Собранную фурму подвешивают на фур. модержатель, соединяют пылегазовую, трассу с пыпегазопроводом 3 фурмы, устанавливают расходы газа и порошка.

Фурму при помощи подъемно-поворотного механизма погружают в металл на глу-. бину 2500 мм. Жидкий металл под действием ферростатического давления поступает между концентрическими трубами в зазоры 5, включая корпус 1 и лылегазопровод 3, охлаждается и затвердевает, образуя монолитный наконечник, который защищает пылегазопровод от расплавления. Такой наконечник обеспечивает стойкость фурмы и надеж.ную продувку плавок порошком.

Предлагаемая конструкция позволяет повысить стойкость фурмы до 8-10 плавок.

1133298

) °

° °

° ° а

° ° °

° °

° с

° °

° ° а ) ) а °

° с °

° °