Фурменное устройство для продувки расплавов

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в производстве чугуна и стали. Целью изобретения является повышение эффективности продувки. Фурменное устройство выполнено в форме прямоугольной или Т-образной рамы, образованной цилиндрическими поверхностями и состоящей из коаксиально расположенных труб, и снабжено соплами первичной и вторичной ступеней подачи дутья, которые расположены в два ряда. Оси сопел первичной ступени перпендикулярны к плоскости, в которой рассположена рама фурменного устройства, а оси сопел вторичной ступени расположены под углом 45-90° к осям сопел первичной ступени и составляют с плоскостью рамы угол 0-45°, причем не менее 1/3 от общего количества сопел расположены на нижней горизонтальной поверхности фурменного уа. Конструкция фурменного устройства обеспечивает гибкое регулирование скорости и направление перемещения расплава в металлургическом агрегате. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (!1) (51) С 21 С 5/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4373145/31-02 (22) 01,02,88 (46) 07.08.90. Бюл. N 29 (71) Уральский политехнический институт им.С.И,Кирова (72) В.Н.Шимов, В.М.Лупэйко, В ° Г.Лисиенко, С.Г.Братчиков, А.M.Ëèðìàí и А.С.Михайликов (53) 669.184.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 899661, кл. С 21 С 5/48, 1982.

Авторское .свидетельство СССР т 345206, кл. С 21 С 5/48, 1972. (54) ФУРМЕННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДУВКИ РАСПЛАВОВ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в производстве чугуна и стали. Целью изобретения является повышение эффективности продувки. Фурменное устройство выполнено в форме прямоугольной или

Изобретение относится к черной металлургии и может использоваться в производстве металлов и сплавов.

Цель изобретения - повышение эффективности продувки посредством ре. гулирования направления и скорости перемещения расплава при постоянном расходе дутья.

На фиг. 1-4 показаны конфигурации фурменного устройства (прямоугольной, Т-образной формы) и расположение устройства в рабочем объеме плавильного агрегата; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг.3.

Конструкция фурменного устройства с расположенными вблизи ограждений

Т-образной рамы, образованной цилиндрическими поверхностями и состоящей из коаксиально расположенных труб, и с: абжено соплами первичной и вторичной ступеней подачи дутья, которые расположены в два ряда. Оси сопел первичной ступени перпендикулярны к плоскости, в которой расположена рама фурменного устройства, а оси сопел вторичной ступени расположены под углом

45-90 к осям сопел первичной ступе ни и составляют с плоскостью ргй ы угол 0-45, причем не менее 1/3 4 общего количества сопел расположены на нижней горизонтальной поверхности фурменного устройства. Конструкция фурменного устройства обеспечивает гибкое регулирование скорости и направление перемещения расплава в металлургическом агрегате. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. соплами первичной ступени позволяет интенсифицировать перемещение расплава в заданном (горизонтальном) направ" лении путем использования эффекта пристеночной дальнобойности. Если струя направлена вдоль стенки и касается поверхности (угол встречи равен или близок нулю), то такая струя обладает большей дальнобойностью, чем свободная струя, и обладает боль" шим количеством движения. Как показывают экспериментальные данные, дальнобойность воздушной пристеночной струи в 1,3 раза больше, чем у свободной струи. Кроме того, предлагаемая конструкция фурменного устройства представляет собой своеобразный струй 583448 ный аппарат. Топливно-кислородная смесь, истекая из сопел с высокой скоростью, образует струи, которым стенки ограждений не позволяют захватывать окружающий расплав, Поэтому струи вовлекают в движение только расплав, находящийся перед Фурменным устройством. Зтот процесс называется инжекцией.

Регулирование скорости перемещения расплава обеспечивается применением сопел вторичной ступени подачи дутья.

Путем перераспределения части дутья между соплами первичной и вторичной j ступеней при неизменном общем расходе дутья на фурменное устройство обеспечивается изменение скорости перемещения расплава без снижения теплоотдачи от топливно-кислородного факела к расплаву. Зто достигается тем, что при подаче части дутья через сопла втричыой ступени, струи истекают перпендикулярно движущемуся потоку расплава и тормозят его, одновременно снижается и скорость истечения струй из сопел первичной ступени, что также приводит к снижению скорости движения расплава.

Для достижения максимальной теплоотдачи от продуктов сгорания топливнокислородного факела часть цилиндрической.поверхности фурменного устрой: ства, на которой должно размещаться не менее 1/3 сопел первичной и вторич-» ной ступени подачи дутья, располагает= 5 ся горизонтально у поверхности плавильного агрегата, как поверхности наиболее удаленной от зеркала расплава. В этом случае теплообмен между высокотемпературными продуктами сгорания и движущимся расплавом наиболее полный за счет наибольшей длины пути отходящих газов в расплаве, Как показывают расчеты, подвод 503 топливно„45 кислородной смеси к поверхности подины, по сравнению с 333 топливно-кислородной смеси, подводимой туда же, обеспечивает более низкую (на 70 С) температуру отходящих газов, что ведет к более полному использованию тепла топливно-кислородной смеси, а следовательно, и к росту КПД всего агрегата.

Устройство состоит из смонтирован.ных в единое целое коаксиально расположенных труб 1-6, образующих полости для подачи топлива и кислорода к соплам первичной и вторичной 7 и 8 ступеней подачи дутья, а также охладителя для охлаждения фурм. Рама фурменного устройства (Фиг.б) содержит сопла первичной 9 и вторичной 10 ступеней подачи дутья.

Устройство работает следующим образол .

Фурменное устройство опускается в расплав таким образом, что его полость, образованная вертикальными и горизонтальными трубами, располагается перпендикулярно ограждениям рабочего пространства плавильного агрегата (Фиг.1 и 2). При этом оси сопел первичной ступени подачи дутья совпадают с направлением движения расплава. Сопла вторичной ступени располагаются под углом (, равным

45-90, к соплам первичной ступени (фиг. 5 и 6}.

Топливо к соплам первичной ступени подается по центральной трубе 1 (фиг.5), а кислород через полость, образованную трубами 1 и 2. Смешиваясь в соплах первичной ступени они образуют высокоскоростную топливнокислородную смесь, которая, истекая из сопел, сгорает в расплаве. К соплам вторичной ступени топливо и кислород подводятся по полостям, образованным соответственно трубами 2, 3 и

3„ 4, Охпадитель постоянно циркулирует между полостями, образованными трубами 4, 5 и 5, 6.

Топливно-кислородная смесь, истекая из сопел первичной ступени, обладает большим .количеством движения и вовлекает в движение расплав, находящийся перед фурменным устройством.

В этом режиме работы к вторичным соплам необходимо подводить топливо и кислород в количестве 5-153 от общего на Фурменное устройство. В этом случае исключается опасность проникновения расплава внутрь сопел.

При необходимости снижения скорости перемещения расплава расход топлива и кислорода, подводимого к фурменному устройству, перераспределяется между соплами первичной и вторичной ступеней так, чтобы добиться необходимой скорости перемещелия расплава.

Топливно-кислородная смесь истекает из сопел вторичной ступени под некоторым углом к потоку расплава (45 " о

30 ) и начинает тормозить его. Таким образом, без изменения расхода толли-1 ва и кислорода на фурменное устройст5 158 во обеспечивается необходимая скорость движения расплава без снижения количества тепла, которое необходимо для нагрева расплава до необходимой температуры.

При истечении топливно-кислородной смеси из части фурменного устройства, которая расположена у пода, продукты сгорания, образовавшиеся при сгорании этой смеси, поднимаясь вверх, проходят всю толщу расплава, обеспечивая при этом максимальную теплоотдачу к расплаву.

Использование предлагаемого устройства в качестве движителя металлургических расплавов обеспечивает возможность осуществления ряда новых процессов в металлургии, где перемещение расплавов является осново" технологии, например в агрегате для внепечной обработки передельного чугуна, где осуществляется одновременно глубокая десульфация чугуна и его существенный перегрев при высоких технико-экономических показателях. Принципиальная сущность агрегата состоит в том, что один и тот же шлак исполь зуют для обработки чугуна многократно

:подвергая регенерации после отделения от чугуна путем продувки струями погружного топливно-кислородного Факела. Все технологические операции этого процесса обработки чугуна и регенерации шлака проводятся в режиме непрерывно рециркуляционного потока.

Кроме того, применение предлагае,мого Фурменного устройства позволяет значительно снизить сопротивление движущемуся расплаву за счет перено3448 са цилиндрических поверхностей устройства к ограждениям плавильного агрегата, оставляя свободной для движения расплава центральную часть рабочего пространства агрегата. Конструкция фурменного устройства обеспечивает гибкое регулирование скорости перемещения расплава без изменения количества тепла, подводимого к расплаву.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Фурменное устройство для продувки расплавов, содержащее коаксиально установленные трубы, образующие тракты подачи технологических материалов, подвода и отвода охладителя с соплами, расположенными на ,щ их боковой поверхности, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности продувки посредством регулирования направления и скорости перемещения расплава при

25 постоянном расходе дутья, оно выполнено в виде прямоугольной или Т-об" разной рамы, образованной коаксиаль" но установленными трубами, на которой в два ряда размещены сопла пер30 вичной и вторичной ступеней, причем оси сопл первичной ступени перпендикулярны плоскости рамы, а оси сопл вторичной ступени расположены под углом 45-90 к осям сопл первичной ступени и направлены внутрь рамы.

2. Устройство по п.l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что не менее l/3 общего количества сопл расположены на нижней горизонтальной цилиндри„ ческой поверхности рамы.

1583448

Составитель В.Красина

Техред Л.Олийнык; Корректор А.Осауленко

»едактор H.ßöîëà

Заказ 2231 Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 191