Фурма для продувки расплава

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к конструкциям продувочных фурм, Цель изобретения - повышение стабильности работы, надежности и долговечности фурмы - достигается за счет того, что рабочая поверхность сопла выполнена с цилиндрическим концевым участком, длина I которого удовлетворяет требованию 0,8 S I 0,6 с1Вых. обеспечивает повышение надежности и долговечности работы сопла, обеспечивает стабильность подачи дутья, в результате чего повышает технико-экономические показатели процесса выплавки стали. 2 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (sl)s С 21 С 5/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4301231/02 (22) 31.08,87 (46) 30.11.91, Бюл; ¹ 44 (71) Производственное объединение "Мариупольтяжмаш" (72) В.С.Харахулах, А.С,Плискановский, А.И.Шевченко, Е.Л.Оксаниченко и С.М.Кленин (53) 669,184.142 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 857270, кл. С 21 С 5/48, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1047963, кл. С 21 С 5/48, 1983. (54) ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ РАСПЛАВА

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкциям фурм для продувки расплавов окислительным газом, например кислородом, и может быть использовано при производстве стали в кислородном конвертере.

Цель изобретения — повышение стабильности работы, надежности и долговечности фурмы, Выполнение рабочей поверхности сопла с цилиндрическим концевым участком обеспечивает, постоянство расчетных газодинамических характеристик фурмы во время продувки расплава в течение продолжительного времени даже при частичном износе сопла. Это достигается путем обеспечения постоянного геометрического параметра сопла, в частности обеспечения постоянного диаметра выходного сечения сопла, определяющего постоянство его газодинамических параметров, например скорость истечения газового потока, определяемая числом Маха на срезе сопла.

„, А „, 1694656 А1 (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкциям продувочных фурм, Цель изобретения повышение стабильности работы, надежности и долговечности фурмы — достигается эа счет того, что рабочая поверхность сопла выполнена с цилиндрическим концевым участком, длина которого удовлетворяет требованию 0,8 S «0,6 двысь, обеспечивает повышение надежности и долговечности работы сопла, обеспечивает стабильность подачи дутья, в результате чего повышает технико-экономические показатели процесса выплавки стали. 2 ил., 2 табл.

При этом создание постоянных газодинамических параметров сопла замедляет износ его рабочей поверхности, что увеличивает его надежность и долговечность в эксплуатации, а также оЬеспечивает стабильность процесса выплавки стали, в частности его производительность.

Минимальная длина I цилиндрического концевого участка рабочей поверхности сопла определяется из условия стабильной работы сопла в расчетном режиме в течение всего времени эксплуатации торцовой головки фурмы, т,е. до ее разрушения (прогара).

В связи с тем, что износ кромки корпуса сопла происходит внутрь сопла под углом в пределах 30 к срезу сопла, минимальная длина концевого цилиндрического участка относительно толщины S стенки корпуса сопла определяется зависимостью!н -0,8 S.

Выполнение длины концевого цилиндрического участка сопла меньше указанной величины приводит к возмо:внести работы сопла в нерасчетном режиме при эксплуатации

1694656

25

40

50

55 фурмы, т.е, до разрушения торцовой головки.

Максимальная длинаl цилиндрического концевого участка рабочей поверхности сопла определяется из условия минимальных энергетических потерь сверхзвуковой газовой струи, возникающих при ее истечении из цилиндрического концевого участка сопла, определяемых в свою очередь одним из определяющих геометрических параметров сопла — диаметром выходного сечения сопла б ых.

Указанное условие выполняется при выполнении максимальной длины ) концевого цилиндрического участка в пределах! макс =

=0,6 бвых.

На фиг.1 изображена фурма, общий вид; на фиг.2 — сопло фурмы, продольный разрез.

Фурма для продувки расплава содержит концентрично установленные трубы 1, 2 и 3, образующие тракты подачи кислорода

4, подвода 5 и отвода 6 охладителя. Фурма содержит также торцовую головку 7, выполненную из донышка 8 кислородной трубы 1 и оболочки 9, жестко связанных между со бой корпусом 10 продувочного сопла 11.

При этом рабочая поверхность 12 корпуса

10 продувочного сопла 11 выполнена со сверхзвуковым профилем и включает конфузорный 13, критический 14 и диффузорный 15 участки сопла 11. Кроме того, рабочая поверхность 12 сопла 11 выполнена с цилиндрическим концевым участком 16, примыкающим к диффузорному участку 15 3 сопла 11, причем длина 1 цилиндрического участка 15 сопла 11 находится в пределах

08 $ I 0,6 бвых

При работе фурмы кислород под давлением подают по тракту 4 и далее через продувочные сопла 11 — к поверхности расплава в металлургическом агрегате (не показан). Газодинамические характеристики продувочной струи определяют критический участок 14 с диаметром бхр и диффузорный участок 15 с выходным диаметром бвых. Во время эксплуатации фурмы при из носе кромки корпуса 10 продувочного сопла

11 на длине I цилиндрического концевдго участка l6 газодинамические характеристики продувочной струи остаются без изменений, Это обеспечивается тем, что выходной диаметр бвых диффузорного участка 15 сопла 11 остается постоянным до износа цилиндрического концевого участка 16, что в свою очередь обеспечивает стабильное истечение газа из сопла и его надежную и долговечную работу.

В кислородно-конвертерном цехе меткомбината проведены опытные плавки с использованием предлагаемого технического решения в фурмах для продувки расплава.

Для этого использовали фурмы с торцовыми головками, имеющими пять продувочных сопп с бкр = 56 мм и б ых = 75 мм, а расход кислорода при продувке составлял

1100 м /мин. Толщина стенки корпуса в концевой части сопла составляла 15 мм, Проведено несколько серий плавок с различными длинами цилиндрического концевого участка и сравнительные плавки при выполнении фурмы с известным соплом.

Усредненные результаты укаэанных плавок, проведенных от начала эксплуатации торцовой головки до ее разрушения, приведены в табл.1 и 2.

Анализировали только те торцовые головки, разрушение которых происходило либо от износа сопла, либо от прогара места соединения корпуса сопла с торцовой головкой (сварной шов). При этом продолжительность продувки усреднялась вследствие того, что на сравнительных торцовых головках (иэвестное сопло) в конце эксплуатации продолжительность продувки увеличивалась в сравнении с началом из-эа износа сопла.

Как видно из результатов опытных плавок, с применением сопла по предлагаемому техническому решению по сравнению с известным и при выполнении концевого цилиндрического участка сопла, длина которого равна или больше 0,8 толщины стенки корпуса сопла, стойкость сопла и, как следствие, всей фурмы увеличивается в два раза, а продолжительность продувки при этом уменьшается в среднем на 10, что свидетельствует о стабильности газодинамических характеристик продувочной струи. При дальнейшем увеличении длины концевого цилиндрического участка сопла стойкость сопла повышается, однако при выполнении указанной длины выше 0,6 диаметра выходного сечения сопла продолжительность продувки начинает увеличиваться, что указывает на изменение газодинамических характеристик продувочной струи и ухудшает технико-зкономические показатели процес" са выплавки стали.

Таким. образом, выполнение рабочей поверхности сопла с цилиндрическим концевым участком длиной в пределах

0,8 S I 0,6 бвых повышает работоспособность фурмы s части надежной и долговечной работы сопла, обеспечивает стабильность процесса выплавки стали и тем самым повышает технико-экономические показатели процесса выплавки стали.

1694656

Формула изобретения

Таблмца 1. Известное

COllllO

Ллина концевого цилиндрического участка, ин () 4,О (O,Э8) 6,0 7,5 9,0 10,5 12, 0 14,5 (15,0 T 16,5 (O,4$) (О ° 56) J (0,68) ((0,78) J (O,aS) (0,98) I (1 ° 08) ) (1, 18) Среднлл стойкость сопла, к-se ллавок

66 6& 69

69 70 76 125 12& 132 136

Среднлл проломе>тельность продуекм, мин

24>3 24,2 23,& 23,2 22,6 22,5 22,5 22,5

25, I

25,5

П р н н е ч а н и е. 8 - тол1ина стенКи кОРпУса е ьт>нцевой части сопла.

Таблица 2 длина концевого циюа>ндоического участка, нн

Показатели

Известное

CCNl/lO

30 ° О l 33>75 137 ° 5 141,25 145,0 14&,75 52,5 160,0 167,5 175,0 (О > 488 ) 0 > 45d8>rl ) (О > 5>18 r ) (O > 33dgwg ((O > 6dd»r ) ) (O > 65d ((O i 7 dgr) ) (O. 8>1йч) ((О, 9>16 ) (1, Од У ) ;Средмлл стойность сопла, к-ео плавок

Срелнлл проропкительность про дувки, нмн

66 141 143 139 14

25,5 22,4 22,4 22,4 22,4

22,&

23,1 23,9 24,5 25,3

22,5

1 ъ

Фу@на для продувки расплава, включающая тракты подачи кислорода, подвода и отвода охладителя, торцовую головку с соплами, донышко кислородной трубы и оболочку, жестко связанные между собой корпусами продувочных сопл, рабочая поверхность которых выполнена со сверхэвуK0BblM профилем, отл ичаю ща я с я тем, П Р и н е 4 а н и е. 88м„ - дмането выходного сечениЯ сопла, что, с целью повышения стабильности работы, надежности и долговечн,)сти фурми, рабочая поверхность сопла выполнена с цилиндрическим концевым участком, дли5 на которого удовлетворяет требованию 0,8

S < I < <0,6 бп.(7(, где S — толщина стенки корпуса сопла; двы)(— диаметр выходного сечения сопла.

144 141 146 144 145 143

1694656

Составитель В, Красина

Техред M. Моргентал Корректор О Кравцова

Редактор M. Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4131, Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

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