Фурма для продувки расплава нейтральным газом

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для обработки расплавов нейтральными газами. Фурма для продувки расплава нейтральным газом содержит футерованные огнеупорный корпус, сопловую головку с цилиндрическим стержнем, установленным эксцентрично в корпусе, сопло серповидной формы и выполненный в стержне продольный канал. Продольный канал выполнен в стержне со стороны, диаметрально противоположной серповидному соплу, при этом площадь поперечного сечения продольного канала составляет 5 - 30% от площади серповидного сопла. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для обработки расплавов нейтральными газами.

Известна фурма, содержащая металлическую трубу, образующую тракт подачи газа, и наконечник с выходным каналом в виде щели (а.с. N 645968, кл. C 21 C 5/48, 1977). Эта фурма позволяет снизить потери давления в подводящих каналах и повысить скорость истечения газа на выходе из сопла фурмы. Однако при использовании этой фурмы сложно получить газовый поток заданной характеристики, что ограничивает рафинирующую способность продувки.

Наиболее близкой к предлагаемой является фурма для продувки расплавов нейтральными газами [1] содержащая футерованный огнеупорный корпус, сопловую головку с цилиндрическим стержнем, установленным эксцентрично в корпусе, и сопло серповидной формы. На боковой поверхности цилиндрического стержня выполнен продольный канал на всю длину стержня. В поперечном сечении продольный канал может иметь треугольную форму или форму прямоугольной щели.

Недостатком этой фурмы является то, что при обработке ею расплава образуются газовые пузыри большого размера, что снижает эффективную площадь взаимодействия металла и газа и не позволяет получить хорошо перемешанную сталь высокого качества.

Сущность изобретения состоит в том, что в фурме для продувки расплава нейтральным газом, содержащей футерованный огнеупорный корпус, сопловую головку с цилиндрическим стержнем, установленным эксцентрично в корпусе, сопло серповидной формы и выполненный в стержне продольный канал, последний выполнен в стержне со стороны, диаметрально противоположной серповидному соплу, при этом площадь поперечного сечения продольного канала составляет 5-30% от площади серповидного сопла.

Отличительные признаки предлагаемой фурмы позволяют улучшить перемешивание расплава, вследствие чего повышается эффективность продувки металла нейтральынми газами и улучшается качество металла.

При продувке расплавов нейтральными газами на рафинирование металла и его перемешивание существенно влияет площадь взаимодействия с газом. Этот показатель напрямую связан с размером образующихся газовых пузырей. Чем меньше размер пузырей (при одинаковой интенсивности продувки), тем больше площадь взаимодействия металла с газом, тем более полно могут протекать флотация неметаллических включений и реакции дегазации, что приведено к улучшению рафинирования, а также большее количество металла будет вовлечено в циркуляцию, что улучшит перемешивание металла. Таким образом, уменьшение размера пузырей приводит к получению чистого металла, хорошо усредненного по химическому составу и температуре.

При использовании фурмы, для которой площадь поперечного сечения продольного канала составляет более 30% образующиеся пузыри будут иметь большой размер, что не позволит достигнуть высокого качества металла и хорошо его перемешать.

При использовании фурмы, для которой площадь поперечного сечения продольного канала составляет менее 5% количество газа, поступающего через продольный канал, будет мало (этот показатель ограничен давлением газа в подводящих магистралях), что уменьшит общий расход газа и снизит эффективность обработки.

На чертеже изображена сопловая головка предлагаемой фурмы.

Она состоит из корпуса 1, футерованного огнеупорами 2. В корпусе 1 эксцентрично установлен стержень 3. Серповидное сопло 4 образовано внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1 и наружной цилиндрической поверхностью стержня 3.

На боковой поверхности цилиндрического стержня 3 с диаметрально противоположной серповидному соплу 4 стороны выполнен продольный канал 5 на длину стержня. Площадь поперечного сечения продольного канала 5 составляет 5-30% площади поперечного сечения серповидного сопла.

Фурма работает следующим образом.

Нейтральный газ от источника сжатого газа поступает в корпус 1. При обтекании цилиндрического стержня 3 газ попадает в серповидное сопло 4 и в продольный канал 5. При этом скорость газа увеличивается до звуковой. Проходя по серповидному соплу 4 и продольному каналу 5, газ внедряется в расплав в виде пространственной сверхзвуковой струи. Струя, истекающая из продольного канала 5, как бы армирует серповидную струю, предохраняя ее от преждевременного разрушения. В результате этого повышается дальнобойность газовой струи в расплав, что позволяет интенсифицировать процесс перемешивания расплава в ковше, а также уменьшить содержание в металле неметаллических включений.

Предлагаемая фурма опробована в мартеновском цехе комбината. Металл из агрегата сливали в ковш емкостью 250 т, после чего подавали на стенд внепечной обработки металла. Продувку металла производили через футерованную фурму, погружаемую на 3,5 м в металл. В качестве нейтрального газа для продувки использовали аргон и азот. Давление газа в магистрали составляло 6 атм.

Результаты промышленного опробования приведены в таблице.

Формула изобретения

ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ РАСПЛАВА НЕЙТРАЛЬНЫМ ГАЗОМ, содержащая футерованный огнеупорный корпус, сопловую горелку с цилиндрическим стержнем, установленным эксцентрично в корпусе, сопло серповидной формы и выполненный в стержне продольный канал, отличающаяся тем, что продольный канал выполнен в стержне со стороны, диаметрально противоположной серповидному соплу, при этом площадь поперечного сечения продольного канала составляет 5 30% от площади серповидного сопла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

PD4A - Изменение наименования обладателя патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:Открытое акционерное общество "Уральская сталь" (RU)

Извещение опубликовано: 20.05.2006        БИ: 14/2006