Кислородная фурма

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 21 С 5/48

ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ЕДОМСТВО СССР

ОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ! (1) 4749429/02 (2) 12.10.89 (6) 30.08.93. Бюл. М 32 (1) Институт черной металлургии (2) А.M,Ïîæèâàíîâ, И,И.Кобеза, А,И.Багр ий, Ю.Ф.Вяткин, М.А.Поживанов и В,Г.Гол б (6) Авторское свидетельство СССР

859462, кл. С 21 С 5/48, 1979. (4) КИСЛОРОДНАЯ ФУРМА (7) Изобретение относится к черной металл, ргии, в частности к продувочным устройс, вам. Кислородная фурма, содержащая концентрично расположенные трубы. образующие корпус фурмы с трактами для подврда кислорода, подвода и отвода воды и головку с центральным и периферийными

Изобретение относится к черной метал! лургии, в частности к продувочным устройствам, используемым в кислородных к нвертерах, и может быть использовано в к нструкциях кислородных фурм для прод вки металла и дожигания газов в конверт ре.

Цель изобретения — интенсификация д жигания конвертерных газов, сокращен е времени продувки и снижение энергоз трат при выплавке стали в конвертерах.

На фиг. 1 схематично показана фурма; н фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — графики.

Фурма (фиг, 1, 2) состоит из кон центричнр расположенных труб 1, 2, 3, образующих корпус фурмы с трактами для подвода кис„„5U„„1837077 А1 соплами для подачи окислителя на продувку и дожигание газов, соединенную с корпусом фурмы промежуточными патрубками; трубопроводы подвода и отвода воды 9, 10 и трубопровод подвода кислорода; направляющие лопатки 13, установленные в центральном сопле 11 головки 4. Новым в кислородной фурме является центральное сопла с площадью критического сечения

0,20-0,25 суммарной площади критических сечений периферийных продувочных сопл, позволяющее сформировать "мягкую" кислородную струю для дожигания конвертерных газов. Изобретение может использоваться при разработке конструкций кислородных фурм. 1 э.п. ф-лы, 3 ил„1 табл. лорода, подвода и отвода воды, головку 4 с центральным 5 и периферийными 6 сопла.ми, соединенную с корпусом фурмы промежуточными патрубками 7, 8, 9; трубопроводов подвода и отвода воды 10, 11 и трубопровода подвода кислорода 12, направляющих лопаток 13, установаленных в центральном сопле 5 головки 4.

Площадь критического сечения центрального сопла 5 выполнена равной 0,200.25 суммы площадей критических сечений периферийных сопел 6.

Фурма работает следующим образом.

Кислород с начала продувки подается в реакционную зону по всем соплам 5 и 6 головки 4 одновременна. При встрече кислорода, подаваемого по центральному са1837077 или

55 плу, с отходящей из центральной области реакционной зоны окисью углерода зажигается факел.

При окислении окиси углерода до двуокиси выделяется дополнительное количество тепла, позволяющее расплавить дополнительное количество лома.

При испытаниях фурмы с различными соотношениями площадей критических сечений центрального и периферийных сопел на Мариупольском металлургическом комбинате им. Ильича на конвертере садкой 160 т при интенсивности продувки 400 м /мин з были получены количественные характеристики технологических параметров, представленные в таблице.

Как видно из приведенных данных, наилучшие технологические результаты достигаются при соотношении площадей

Гкрц/ Х Гкрп 0,22; 0,23, что наглядно иллюстрируется графиками, представленными на фиг. 3, Отчетливо проявляется экстремальный характер зависимостей g, I, t от

Гкрц/Z гкрп в исследованном диапазоне, дающем представление и о технологических свойствах аналога (нижняя граница диапазона) и прототипа (верхняя граница диапазона). Однако практическое воплощение фиксированного соотношения 0,22; 0,23 в производстве невозможно по чисто техническим причинам, что поясняется ниже.

Из соотношения

Гкрц = (0,22-0,23) Z Ркрп, г, )2

= (0,22-0,23)п 4 следует, что бц = (0,47-0,48) Vlldn, где бц — диаметр критического сечения центрального сопла;

dn — диаметр критического сечения периферийного сопла; и — количество периферийных сопел.

Из рассмотрения последнего выражения, с учетом того обстоятельства, что интенсивность продувки расплава кислородом в конвертере определяется садкой последнего и сохраняется постоянной для всех конструкций фурм (т.е. требуется сохранение постоянства площади проходных сечений всех сопел фурмы, или

Гкрц+ Z Гкрп = coflst) следует, что диаметр критического сечения центрального сопла для фурмы, предназначенной к использованию в конвертере определенной садки, является величиной фиксированной, не зависящей от количества и диаметров периферийных сопел, т.е. бц - const для данного конвертера

Количество периферийных (продувочных) сопел, определяемое конструкцией фрумы и зависящее от садки конвертера, может изменяться в достаточно широких пределах.

Так, например, для конвертеров садкой 5060 т могут использоваться 3-х и 4-х сопловые фурмы, для конвертеров садкой 160 т используются 4-х, 5-ти (реже 6-ти) сопловые фурмы, для конвертеров садкой 350 т и выше — 5-7 сопловые фурмы. Медные головки фурм конвертеров садкой 50, 100, 160, 200 т, как правило, изготавливаются литыми.

Технологически достигаемая точность калибровки продувочных сопел сверлом и зенкером в литой заготовке (из-эа погрешностей базирования при установке заготовки на станке) составляет + 1,00 мм.

Погрешность выполнения диаметра центрального сопла по этим же причинам составляет д дц = (0,47-0,48)i/и д dn, что при и "5 (наиболее часто встречающееся) дает д бц +(1,16-1,20) мм, т.е. разброс значений диаметра последнего составит

Лбц =2,5 мм, Таким образом, например, для фурм с интенсивностью продувки 400 м /мин (бп-28 мм, и = 5) предназначенных для работы в конвертерах садкой 160 т (составляют около 40 всех конвертеров черной металлургии) при номинальном диаметре критического сечения центрального сопла (0,47 — 0,48) V528 = 29,5 мм фактически достижимый размер составляет

28-31 мм, т.е. реально будет обеспечено соотношение площадей критических сечений центрального и периферийных сопел

{28 — 31}

5 28г что вполне приемлемо в условиях производства как по изготовлению, так и по технологическим параметрам, так как средние значения удельного расхода лома и времени продувки в указанном диапазоне не отличаются от экстремальных более чем на 8,8, а удельный расход кислорода отличается от экстремального не более чем на 1,5 . Таким образом, в указанном диапазоне можно достаточно надежно гарантировать эффект по дожиганию оксида углерода на уровне (16,5-20) кг/т увеличения доли лома в шихте, что соответствует (5,5-6,7) Я дожигания конвертерного газа. Коэффициент использования окислителя на дожигание в этом диапазоне составляет 0,55-0,67, что в 1,21,4 раза выше чем у прототипа.

Пример. Кислородная фурма для

160-тонного конвертера. выполненная из стальных труб с медной, охлаждаемой во1837077

Технологические параметры продувки в зависимости от соотношения площадей критических сечений центрального и периферийных сопел

Соотношение пл о щадей критических сечений сопел гкрц/ ХЕкрп

Эффеккт дожигания СО по увеличению доли лома в шихтеg.

Время продувки т. мин

Примечание

Удельный расход кислорода на 1 т

: ;опыта жидкой стали

i,м /т кг

0,17

56,8-57,1

55,0-55,4

54,2-54.6

54,2-54,6

55.1-55,6

Более 58,0

25-26

23-25

20-21

0,20

16

0,22

0,23

20-21

0.25

24-26

0,30

27-30

10 дой головкой, с наружным диаметром 219

1мм, длиной 14500 мм. Расход охлаждающей воды 135-140 т/ч при давлении 0,8-0,9

jMIla; давление кислорода 1,5-1,6 МПа при ,: интенсивности продувки 400 м /мин. Голо вка снабжена 5-ю периферийными соплами ,(поз. 6 на фиг. 1) с углами наклона оси — 10, к оси фурмы и 15 к диаметру, проходящему через центр входного отверстия сопла и

1центральным соплом (поз. 5 на фиг. 1) с установленными в нем направляющими ло, патками (поз. 13 на фиг. 1), наклонеными под углом 15 к оси фурмы. Диаметры кри1тических сечений периферийных сопел 28

:мм, центрального — 28-31 мм (что соответ,ствует заявляемому соотношению 0,20:0,25).

Согласно оценочному расчету доля перерабатываемого лома при этих параметрах фурмы может быть увеличена на 36 кг на 1 т жидкой стали, Формула изобретения

1. Кислородная фурма, содержащая

5 концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи окислителя для продувки, подвода и отвода охладителя, и головку с центральными для дожигания СО и периферийными для продувки соплами, о10 т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью интенсификации дожигания конвертерных газов, сокращения времени продувки и снижения энергозатрат, площадь поперечного критического сечения центрального сопла

15 выполнена равной 0,20-0,25 аналогичной суммарной площади периферийных сопел.

2. Фурма по и. 1, отличающаяся тем, что в центральном сопле между его торцом и критическим сечением установле20 ны направляющие лопатки.

Без особенностей

Окисленность шлака (содержание FeO), содержание серы в стали на повалке на 3 g, и 10Я, соответственно ниже, чем при опытах ММ 1,6

1837077

1837077

L7M

0Х

Составитель В.Голуб

Техред М.Моргентал Корректор В.Петраш редактор аказ 2855

Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

2, рОН у, кг/л

020 085 g

Угол 4Ьг. 3