Фурма для продувки металла

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к устройствам для продувки металла в сталеплавильных агрегатах, и может быть использовано в конвертерных цехах металлургических заводов. Цель изобретения - повышение стойкости сопловой головки, снижение ее металлоемкости и трудоемкости изготовления, позволяющее сократить затраты на подготовку металлургического производства . Фурма содержит головку 1 с соплами 2 и концентрично расположенные трубы 3, 4, 5, образующие тракты для подвода и отвода воды, подачи кислорода. Наружная поверхность сопл 2 имеет форму эллиптического цилиндра с отношением длин большей оси эллипса к малой в пределах 1,1-1,8, а угол между проекциями большой оси эллипса и оси сопла на горизонтальную плоскость составляет 5-25 . Повьшение стойкости сопловой головки достигается за счет обеспечения эффективного охлаждения наиболее термонапряженных участков сопл, снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления фурмы обеспечивается при изготовлении ее сопловой головки методом литья. 2 ил, 3 табл. о & (Л со сд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (si) 4 С 21 С 5/48

l%t 5 г °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

j !3,. ! ЫЬЛ

12

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3939724/22-02 (22) 07.08.85 (46) 07.11.87. Бюл. Ф 41 (71) Коммунарский металлургический комбинат и Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) Н.И. Глоба, Н.П. Семенов, А.И. Кущенко, С.П. Терзиян, А.И. Мастицкий, Б.А. Дворядкин, В.П. Игнатьев, В.Е. Купершток, А.В. Петров, П.И. Кретов, П.А. Ламонов и Г.Н. Харламова (53) 669,18.3.212.6(088.8) (56) Патент США К- 4417721, кл. С 21 С 5/32, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 859462, кл. С 21 С 5/48, 1981 (54) ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к устройствам для продувки металла в сталеплавильных агрегатах, и может быть использовано в конвертерных цехах ме„„SU 1350177 А1 таллургических заводов. Цель изобретения — повышение стойкости сопловой головки, снижение ее металлоемкости и трудоемкости изготовления, позволяющее сократить затраты на подготовку металлургического производства. Фурма содержит головку 1 с соплами 2 и концентрично расположенные трубы 3, 4, 5, образующие тракты для подвода и отвода воды, подачи кислорода. Наружная поверхность сопл

2 имеет форму эллиптического цилиндра с отношением длин большей оси эллипса к малой в пределах 1,1-1,8, а угол между проекциями большой:оси эллипса и оси сопла на горизонтальную о

° .Ф плоскость составляет 5-25, Повьппе- Ж ние стойкости сопловой головки достигается за счет обеспечения эффективного охлаждения наиболее термона- С пряженных участков сопл, снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления фурмы обеспечивается при феей изготовлении ее сопловой головки методом литья. 2 ил, 3 табл.

Сл рез сопла 2 вводится в металл, По центральной трубе 3 подается охладитель, который омь>вает внутреннюю поверхность головки и наружную поверхность сопл.

Г>лагодаря тому, что сопла вь>полнены в виде эллиптического цилиндра, реализуется безотрывный режим движения охладителя как перед, так и за соплом, что обеспечивает эффективное охлаждение наиболее термонапряженного участка места сочленения сопла и внутренней поверхности головки, Эллиптическая форма поперечного сечения сопла, кроме этого, обеспечивает снижение гидравлического сопротивления головки 3G счет улучшения условий обтекания охладителем препятствия, которое представляют собой сопла. При этом .снижаются потери напора на пресдоление местных сопротивлений в головке, что улучшает охлаждение фурмы.

Проекция большой оси эллипса, образованного в поперечном сечении о сопла, проходит под углом 5-25 к проекции продольной оси сопла на горизонтальную плоскость, что придает охладителю в головке вращательное движение относительно продольной оси фурмы, дополнительно улучшающее условия охлаждения и повышающее эксплуатационнук> стойкость фурмы. Схема ориентции сопл в головке представлена на фиг . 2.

Дпя снижения трудоемкости и металлоемкости изготовления фурмы сопловая головка выпслняется методом литья.

Для проведения сравнительных испытаний на металлургическом комбинате была изготов ена фурма, соответствующая известной фурме, имеющей сварную конструкцию„ Сравнения проводили с предлагаемой .>>ормой, выполненной методом ли"»ья, имеющей следующие параметры: отношение длины большой оси. к малой 1,60, угол между проекциями большой >си эллипса и оси сопла на горизонтальную плоскость (\

10 . Продувку ванны 300-тонной март:новской печи че>е» фурмы обоих г".:пов проводили к(слородом с расходом 1800 м /ч, давление охлаждающей воды 10 ати, Фурмь> устанавливали на границе раздела >(>лак-металл, Ре»ультаты сравнения >(редставлены г. табл. 2, 1 1350177

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для продувки металла в сталеплавильных агрегатах, и может быть (> использовано в коивертерных цехах металлургических заводов.

Цель изобретения — повышение стойкости сопловой головки, снижение ее металлоемкости и трудоемкости 10 изготовления.

На фиг. 1 представлена фурма, продольный разрез и разрез А-А; на фиг. 2 — то же, вид снизу.

Фурма состоит из голонки 1 с соплами 2 и концентрично расположенных труб 3-5. Наружная поверхность сопл 2 имеет. форму эллиптического цилиндра с отношением длины большой оси эллипса, образующегося в сечении, к малой в пределах 1,1-1,8, а угол между проекциями большой оси эллипса (> и оси сопла оставляет 5-25

Для определения оптимальных геометрических параметров фурмы на 25>

300-тонной мартеновской печи проведено промышленное опробывание фурм предлагаемой конструкции. Результаты опробывания представлены в табл. 1 ° 30

При уменьшении отношения длин большой и малой осей эллипса менее

1,10 существенно ухудшаются условия обтекания поверхности сопл потоком охладителя, что приводит к возникновению отрывных течений,,повышению местного сопротивления и увеличению потерь давления, в результате чего снижается эксплуатационная стойкость.

При увеличении отношения длинь . боль- 40 шбй оси эллипса к малой до значений, превышающих 1,8, снижается величина зазора между с.оплом и внутренней стенкой головки,. что приводит к ухудшению охлаждения и прогару сопла 45 в месте сочленения с головкой,.

При уменьшении угла между проекциями большой оси эллипса и продольной оси сопла на горизонтальную о плоскость менее 4 «е происходит закручивание потока охладителя, что не позволяет существенно увеличить стойкость фурмы. При увеличении угла

0 более 25 повышается гидравлическое сопротивление фурмы, что также при- 55 водит к уменьшению ее стойкости.

Фурма работает следующим образом, По кольцевому зазору между трубам >

3 и > подается кислород, который че1350177

Отсутствие сварных швов в предлагаемой фурме при высокоэффективном охлаждении повышает ее стойкость до 40% по сравнению с известной. При" изготовлении фурмы металлоемкость снижается в 3 раза, а трудоемкость в 7-8 раз по сравнению с аналогичными показателями известной фурмы.

В табл. 3 приведены величины удельного расхода меди на производство 1 т стали в 300-тонной мартеновской печи при различных конструктивных параметрах медных головок.

Удельный расход меди при использовании известной фурмы выше указанных в 2-2,5 раза.

Таблица 1

Показатели при отношении длины большой оси эллипса к малой

1,09 1,10 1,40 1,60 1,80 1,81

14

20

20

22

14

15

23

15

22

22

21

20

15

16

26

Таблица 2

Конструкция фурмы

Стойкость фурмы, плавок

Металлоемкость (расход меди на изготовлеТрудоемкость изготовления головки, чел.-ч ние головки фурмы) кг

Известная

20,4

16,8

Предлагаемая

6,8

2,3

Угол между проекциями большой оси эллипса и оси сопла на горизонтальную плоскость, град. формула изобретения

Фурма для продувки металла, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подвода и отвода воды и подачи кислорода, и головку с соплами, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости сопловой головки, снижения ее металлоемкости и трудоемкости изготовления, наружная поверхность сопл выполнена в виде эллиптического цилиндра с отношением длины большой.оси к малой, равным

1, 10-1, 80, при этом угол между проекциями большой оси.эллипса и осью сопла на горизонтальную плоскость составляет 5-25

1 (I 1

15 14

22 24

24 26

26 28

23 25

22 24

21 22

1350177

Та блица 3

Угап между проекциями большой оси эллипса и оси сопла на горизонталь" ную плоскость, град

Удельный расход меди при отношении дличы большой оси эллипса к малой,60

3 24 2 83 3 24 2 83 3 02

3,24 2,26 1,89 2,26 3,02

3 02 1 89 1 62 1 74 3 02

3,02 2,27 2,06 2,16 3,02

3,24 . 2,83 2,83 3,02 3,02

25

Составитель С. Сорокин

Техред M.Õñäàíè÷

1<орректор М. Пожо

Редактор В. Петраш

Заказ 5229/24 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул„ Проектная, 4