Устройство для удаления настылей с продувочных фурм
Владельцы патента RU 2350660:
Открытое Акционерное Общество Челябинский металлургический комбинат (RU)
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при удалении настылей с кислородных фурм кислородных конвертеров. Устройство содержит смывное кольцо с соплами, установленное на поворотной консоли, закрепленной на колонне. Колонна соединена с исполнительным механизмом с возможностью поворота консоли на угол 270°. Колонна с консолью установлена с возможностью соосного размещения смывного кольца и фурмы над горловиной конвертера под кессоном камина газоотводящего тракта. Смывное кольцо представляет собой восьмиугольник из труб с размещенными внутри двумя рядами сопел для подвода кислорода, при этом верхний ряд сопел расположен под углом 55-60°, а нижний - под углом 15-20° к оси фурмы. Смывное кольцо имеет водяное охлаждение. На консоли размещены трубы для подвода кислорода, подвода и отвода охлаждающей воды, а с оборотной стороны консоли закреплен контргруз. Внутренний диаметр смывного кольца в 3,5...4,0 раза больше диаметра фурмы. В каждом ряду смывного кольца встроено по 33 сопла диаметром 3 мм. Использование изобретения обеспечивает улучшение экологической обстановки в цехе. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при удалении настылей с кислородных фурм кислородных конвертеров.
Известно устройство для очистки фурмы от настыли, включающее корпус конвертера, фурменный кессон и фурму, с установленным над кессоном кольцевым коллектором для периодической подачи водовоздушной смеси на настыль фурмы [1].
Недостатком известного устройства является зашлаковывание кессона шлаком, образующимся при удалении настылей с фурмы.
Наиболее близким по своей технической сущности является устройство для удаления настылей с продувочной фурмы, которое снабжено газосмесительной системой и системой регулирования и контроля подачи газокислородной смеси в коллектор, расположенный выше горловины металлургической печи кольцеобразный коллектор с двумя рядами сопел, при этом коллектор расположен над кессоном камина газоотводящего тракта печи, а сопла для подачи оплавляющих потоков струй расположены под углом 65-80° к оси фурмы [2]. Данное устройство принято за прототип.
Недостатком известного устройства является экологическая опасность, возникающая при работе устройства, так как смыв настылей производится над камином газоотводящего тракта и вся образующаяся при этом пыль и газы поступают в здание цеха.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является улучшение экологической обстановки в цехе путем исключения выбросов пыли, газов и шлака в здание цеха при смыве настылей с фурм.
Поставленная задача достигается тем, что предлагается устройство для удаления настылей с продувочных фурм кислородных конвертеров, содержащее смывное кольцо с соплами, при этом смывное кольцо установлено на поворотной консоли, закрепленной на колонне, соединенной с исполнительным механизмом с возможностью поворота консоли на угол 270°, причем колонна с поворотной консолью установлена вблизи продувочной фурмы с возможностью соосного размещения смывного кольца и фурмы над горловиной кислородного конвертера под кессоном камина газоотводящего тракта. Смывное кольцо выполнено в виде восьмиугольника из труб с размещенными внутри двумя рядами сопел для подвода кислорода, при этом верхний ряд сопел расположен под углом 55-60°, а нижний - под углом 15-20° к оси фурмы, причем смывное кольцо имеет водяное охлаждение. На поворотной консоли размещены трубы для подвода кислорода, подвода и отвода охлаждающей воды, а с оборотной стороны консоли закреплен контргруз. Внутренний диаметр смывного кольца в 3,5...4,0 раза больше диаметра фурмы. В каждом ряду смывного кольца размещено в шахматном порядке 33 сопла диаметром 3 мм.
На фиг.1 представлена общая схема размещения устройства для удаления настылей с продувочных фурм в кислородно-конвертерном цехе.
На фиг.2 представлено само устройство для удаления настылей с продувочных фурм.
На фиг.3 - смывное кольцо с соплами, разрез.
Устройство 1 для удаления настылей 2 с продувочных фурм 3 состоит из смывного кольца 4, размещенного на поворотной консоли 5, закрепленной на колонне 6. Колонна 6 соединена с исполнительным механизмом 7, позволяющим поворачивать консоль 5 на угол в 270°. Колонна 6 с консолью 5 установлена вблизи продувочной фурмы 3 на площадке 8 с возможностью соосного размещения смывного кольца 4 и фурмы 3 над горловиной кислородного конвертера 9 под кессоном камина 10 газоотводящего тракта (см. фиг.1).
Смывное кольцо 4 представляет собой восьмиугольник, сваренный из труб, с размещенными внутри двумя рядами сопел 11 и 12 для подвода кислорода, при этом верхний ряд сопел 11 расположен под углом 55-60° к оси фурмы и служит для оплавления настылей, а нижний ряд сопел 12 расположен под углом 15-20° и предназначен для смывания образующегося расплава. Смывное кольцо 4 расположено в высокотемпературной зоне и имеет водяное охлаждение.
Вода для охлаждения смывного кольца 4 подводится и отводится по трубам 13, размещенным на консоли 5. Здесь же расположен трубопровод для подвода кислорода 14 к смывному кольцу 4, а с оборотной стороны поворотной консоли 5 закреплен контргруз 15 для уравновешивания консоли 5.
Размещение смывного кольца 4 на поворотной консоли 5, закрепленной на колонне 6, обусловлено необходимостью соосного размещения смывного кольца 4 с фурмой 3 над горловиной конвертера 9 над кессоном камина 10 газоотводящего тракта во время удаления настылей с продувочной фурмы и перемещения его в холодную зону после завершения этого процесса.
Для выполнения этой операции исполнительный механизм 7 позволяет поворачивать консоль 5 на угол 270°. Поворот консоли на угол 270° обусловлен необходимостью обслуживания устройства для удаления настылей с продувочных фурм (выравнивание консоли, снятие контгруза, замена смывного кольца и пр.) в двух пролетах, расположенных по обе стороны конвертера, в зоне действия футерованной кран-балки. При работе же устройства достаточно для поворота консоли на 90° из нерабочего положения в рабочее, т.е. смещение смывного кольца из-под кессона камина газоотводящего тракта в холодную зону в перерывах между плавками.
В связи с тем, что смывное кольцо 4 при удалении настылей с продувочной фурмы 3 располагается над кислородным конвертером 9 в зоне высоких температур, оно выполняется из труб и имеет водяное охлаждение.
Расположение в смывном кольце 4 оплавляющего ряда сопел 11 под углом 55-60° обусловлено тем, что с уменьшением угла наклона истекающих из этих сопел струй возможен прожог корпуса фурмы ввиду замедленного отвода жидкого металла из зоны взаимодействия кислородных струй с настылью, а с увеличением этого угла - тепловой эффект недостаточен для эффективного расплавления настылей. Расположение смывающего ряда сопел 12 под углом 15-20° к оси фурмы обусловлено необходимостью удаления слоя расплавленного металла с поверхности настылей за счет кинетической энергии струй этого ряда. При этом при увеличении угла наклона кинетической энергии струй недостаточно для смыва расплавленного металла с настылей, а при уменьшении угла наклона - струя начинает работать в режиме оплавления, что ухудшает смыв слоя жидкого металла с настылей и увеличивает опасность прожога фурмы.
Внутренний диаметр смывного кольца выполняется в 3,5...4,0 раза больше внешнего диаметра фурмы в связи с тем, что при меньшем диаметре смывного кольца фурма с настылью не проходит в смывное кольцо, а при большем диаметре длина истекающих из сопел струй недостаточна для полного удаления настылей с фурмы.
Расположение двух рядов сопел в смывном кольце в шахматном порядке обусловлено тем, что истекающие из них струи не взаимодействовали друг с другом, а диаметр 3 мм и число сопел 33 шт. в каждом ряду обусловлено необходимостью перекрытия потоков, истекающих из струй одного ряда. При меньшем числе сопел эти потоки на фурме перекрываться не смогут и на фурме будут оставаться настыли, а большее число сопел усложняет и удорожает конструкцию смывного кольца.
Работа устройства.
После завершения продувки фурма 3 поднимается в крайнее верхнее положение и с помощью исполнительного механизма 7 колонна 6 с прикрепленным на ней на поворотной консоле 5 смывным кольцом 4 поворачивается на угол, обеспечивающий расположение смывного кольца соосно оси фурмы. После этого фурму 3 с настылью 2 опускают в смывное кольцо 4 с соплами 11, 12 для подачи кислорода, из сопел которого струями 16 кислород подают на настыль 2. Смыв настылей 2 начинают производить с верхней части по направлению к наконечнику фурмы 3. По мере удаления настылей фурму перемещают вверх.
После удаления настылей подачу кислорода в смывное кольцо 4 прекращают, фурму 3 поднимают и смывное кольцо 4 отводят в строну в холодную зону. Затем очищенная от настылей фурма может использоваться при очередной продувке.
Образующийся при смыве настылей с фурмы шлак стекает в конвертер, а пыль и газы направляются в систему газоочистки, так как удаление настылей производится под кессоном камина газоотводящего тракта.
Предлагаемое устройство для удаления настылей с продувочных фурм кислородных конвертеров обеспечивает высокую очистку фурм от настылей без ухудшения экологической обстановки в цехе.
Источники информации
1. Патент РФ на полезную модель №30354, М. кл. С21С 5/44, БИ №18, 2003 г.
2. Патент РФ на изобретение №2222606, М. кл. С21С 5/48, 5/46, БИ №3, 2004 г.
1. Устройство для удаления настылей с продувочных фурм кислородных конвертеров, содержащее смывное кольцо с соплами, отличающееся тем, что смывное кольцо установлено на поворотной консоли, закрепленной на колонне, соединенной с исполнительным механизмом с возможностью поворота консоли на угол 270°, причем колонна с поворотной консолью установлена вблизи продувочной фурмы с возможностью соосного размещения смывного кольца и фурмы над горловиной кислородного конвертера под кессоном камина газоотводящего тракта.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что смывное кольцо выполнено в виде восьмиугольника из труб с размещенными внутри двумя рядами сопел для подвода кислорода, при этом верхний ряд сопел расположен под углом 55-60°, а нижний - под углом 15-20° к оси фурмы, причем смывное кольцо имеет водяное охлаждение.
3. Устройство по п,1, отличающееся тем, что на поворотной консоли размещены трубы для подвода кислорода, подвода и отвода охлаждающей воды, а с оборотной стороны консоли закреплен контргруз.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что внутренний диаметр смывного кольца в 3,5-4,0 раза больше диаметра фурмы.
5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в каждом ряду смывного кольца размещено в шахматном порядке 33 сопла диаметром 3 мм.
