Фурма для продувки жидкого металла
Изобретение относится к черной металлургии. Целью изобретения является повышение производительности. Это решается изменением конструкции фурмы для продувки жидкого металла в печи. Фурма состоит из концентрически расположенных труб, образующих тракты для окислителя и охладителя, и головки с диаметрально расположенными соплами с сечением 50-70% от общего сечения сопел, содержит сопла, состоящие из цилиндрической и расширяющейся конической частей. Причем конусность больших сопел составляет 0,8-2,5 конусности малых сопел, а соотношение длин цилиндрической и конической частей сопел составляет 0,80-1,25. Сопла увеличенного диаметра расположены под углом 30-35° к продольной оси печи в горизонтальной плоскости. 2 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (др 4 С 21 С 5/48
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4366256/23-02 (22) 18.01.88 (46) 07.10.89. Вюл. № 37 (71) Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича и Мариупольский металлургический институт (72) А.М.Овсянников, С.П.Терзиян, Г.З.Гизатулин, А.Ф. Папуна, А.А.Варенцов, Е.А.Капустин, О.Э.Шлик, Э.И.Харина, А.А.Федюкин, Ю.Я.Андропов и А.В.Рябухин (53) 669. 184.244.66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 480767, кл. С 21 С 5/48, 1976.
Авторское свидетельство СССР № 293857, кл. С 21 С 5/48, 1971 °
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкции фурм для продувки жидкого металла кислородом в мартеновских печах, и может быть использована при выплавке стали в двухванных сталеплавильных агрегатах.
На фиг, 1 показана фурма для продувки жидкого металла, вид сверху; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.
Фурма состоит из коаксиальных труб 1 для подвода воды, труб 2 для
„„SU„„1513037 А1
2 (54) ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ ЖИДКОГО METAJIJIA (57) Изобретение относится к нерной металлургии. Целью изобретения является повыпение производительности.
Это решается изменением конструкции фурмы для продувки жидкого металла в печи. Фурма состоит из концентрически расположенных труб, образующих тракты для окислителя и охладителя, и головки с диаметрально расположенными соплами с сечением 50-70Х от общего сечения сопл, содержит сопла, состоящие из цилиндрической и расширяющейся конической частей,,Причем конусность больших сопл составляет
0,8-2,5 конусности малых сопл, а соотношение длин цилиндрической и конической частей сопл составляет
0,80-1,25. Сопла увеличенного диаметра расположены под углом 30-35 к продольной оси печи в горизонтальной плоскости. 2 ил., 1 табл. подвода окислителя, труб 3 для отвода
I воды. В головке выполнены сопла 4 ма: лого диаметра и сопла 5 большого диаметра. Сопла состоят из цилиндричес. кой части 6 и расширяющейся конической части 7. Конусность больших сопл составляет 0,8-2,5 конусности малых сопл, а соотношение длин цилиндрической и конической частей сопл составляет 0,80-1,25. Фурма в печи устанав.— ливается так, чтобы сопла увеличен-. ного диаметра располагались под yr151303 лом 30-35О к продольной оси печи в горизонтальной плоскости.
Фурма работает следующим образом.
Сопла фурмы генерируют неустойчивый импульсный поток окислителя благодаря наличию комбинации цилиндрического и конического участков. Взаимодействие двух турбулизированных
Ф газожидкометаллических потоков, генерируемых большими и малыми соплами,приводит к возникновению крупномасштабной вихревой структуры потоков в околофурменной области. Наряду с внутренними циркуляциями металла в объеме ванны при работе фурмы возникает внешний циркуляционный контур, образующий бурун над поверх- ностью расплава и способствующий как внутрифазному,так и межфазному пере- 20 мешиванию в сйстеме атмосфера печи— шлак — металл. Это обеспечивает ускорение процесса нагревания поверхности нагрева, вызванного наличием устойчивого буруна, при этом увели- 25 чивается скорость окисления примесей за счет вовлечения в этот процесс кислорода атмосферы печи. Повышается скорость десульфурации благодаря интенсификации перемешивания металла 30 со шлаком.
Расположение больших сопл под углом 30-35 к продольной оси печи обеспечивает дополнительное увеличение скорости нагрева металла за счет оптимизации взаимодействия околофурменного буруна с факелом. Комплексное воздействие на физико-химические процессы в ванне приводит к повышению производительности печи. 40
При конусности больших сопл менее 0,8 конусности малых сопл не происходит взаимодействие реакционных зон, образованных малыми и большими соплами, при этом продувка не отличается от продувки через цилиндрические сопла, крупномасштабный турбулентный бурун не возникает и обеспечить повышение производительности печи не удается. При конусности больших сопл более 2,5 конусности малых сопл турбулизация околофурменной зоны носит настабильный характер, наблюдается периодическое разрушение буруна, что не позволяет обеспечить максимальную производительность печи.
При отношении длины цилиндрической части сопла к конической менее
7 4
0,8 не наблюдается генерация интенсивных пульсаций струи, истекающей из сопла, что приводит к стабилизации процесса продувки, уменьшению масштаба турбулентного течения металла в околофурменной зоне, снижению интенсивности массотеплообмена в ванне и снижению производительности печи.
При отношении длины цилиндрической части сопла к конической более 1,25 аблюдаются периодические срывы генерации пульсаций струи, что приводит к снижению производительности печи.
При расположении сопл увеличенного диаметра под углом менее 30 к продольной оси печи в горизонтальной плоскости факел обтекает околофурменную зону, практически с ней не взаимодействуя, при этом не достигается повышение скорости нагрева металла и увеличение производительности печи в полной мере. При расположении сопл увеличенного диаметра под углом боо лее 35 к продольной оси печи образуемый фурмой бурун экранирует часть поверхности ванны от взаимодействия с факелом, нарушает era сплошность, что приводит к снижению скорости нагрева и производительности печи.
В таблице представлены значения технологических показателей выплавки стали в 650-тонной мартеновской печи в зависимости от конструктивных параметров фурм.
Из приведенных в таблице данных следует, что использование фурм данной конструкции обеспечивает повышение производительности сталеплавильного агрегата, причем максимальное повышение производительности достигается при рекомендуемой ориентации фурмы в печи.
Формула и з обретения
Фурма для продувки жидкого металла, включающая концентрически расположенные трубы, образующие тракты для окислителя и охладителя,и сопловую головку с диаметрально расположенными соплами увеличенного сечения и соплами малого сечения, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности, сопла фурмы состоят из цилиндрической и расширяющейся конической частей, причем конусность сопл увеличенного сечения
1513037 составляет 0,8-2,5 конусности сопл малого сечения, а соотношение длин цилиндрической и конической частей сопл составляет 0,80-1,25. !
Угол расположения
Скорость Скорость обезуг- десульлерожи- фурации, вания, (Х/ч). 10
XC/÷
Скорость нагрева металла,.
С/ч
ПроизводительОтношение
Отношение длин цилиндрической и конической частей сопла конусности больших и сопл к продольной оси ность печи, т/ч малых сопл печи, град
80,5
0,51
56,8
Фиг.1
0,7
0,8
1,6
2,5
2,6
0,8
1ю7
2,5
0,7
0,7
2,6
2,6
1э7
1,7
Известная фурма (цилиндрические сопла) 1,26
1,25
1,00
0,80
0,70
0,70
1,00
1,25
0,70
0,70
0,70
1,00
1,26
0,70
32
30 .40
32
56,2
83,3
85,2
82,9
58,4
56,7
56,4
56,4
56,5
56,7
56,5
56,3
56 6
56,6
0,48 48
0,62 62
0,63 58
0,61 59
0,47 45
0,52 48
0,49 47
0,50 45
0,51 47
0,51 48
0,48 49
0,52 46
0 50 48
0,49 46
80,2
85,2
84,8
85,3
80,1
80,4
83,2
82,3
80,4
80,4
80,2
80,5
80,1
80,4
1513037
Составитель В.Красина
Техред N.Дидык . Корректор С.Шекмар
:Редактор В.Петраш
Заказ 6044/28 Тираж 530 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
