Фурма для донной продувкиметалла

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 808540

Л с

I

1

3 — 1 (5I)M. Кл, (6I ) Дополнительное к BBT. свид-ву— (22) Заявлено 31,05.79(21) 2772667/22-02 с присоединением заявки J%С 21 С 5/48

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.81. Бюллетень М 8

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 669.184. .142(088.8) 1.

Дата опубликования описания 28.02.81

В. М. Лупэйко, В. Л. Найдек, А. А. Сычевский, А. М. Лирман и Б. A. Правдин (72) Авторы изобретения

Уральский ордена Трудового Красного Знамени. политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) ФУРМА ДЛЯ ДОННОЙ ПРОДУВКИ

МЕТАЛЛА

Изобретение относится к области ме- таллургии и может быть использовано в сталеплавильном производстве.

Известны устройства для продувки металла снизу кислородом, струя кислороца которых окружена кольцевыми защитными струями газа или жидкости Я.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату явля- ° ется фурма для донной продувки металла, то соцержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи кислороца, топлива и защитного газа f2).

Недостатком такой конструкции продувочного устройства является цовольно быстрой выход из строя иэ-за разрушения со стороны истечения струи. Кроме того, такая фурма не позволяет осу дествлятЬ продувку металла оцнород ым топ- 20 ливио-кислородным факелом горения из за плохого смешения кислорода с топливом, так как потоки того и другого внедряются в металл большей частью раздельно.

Цепь иэобретения - повышение стойкости фурмы и эффективности продувки.

Поставленная цель достигается тем, что фурма снабжена дополнительными двумя трубами, концентрично расположенными между наружной рубой .и трубой для подачи топлива, и образующими тракты цля подвоца и отвода охладителя, головкой, расположенной с зазором к наружной трубе и имеющей центральное цилиндрическое сопло, сообщенное с трактами подачи кислорода и топлива, при этом в конце тракта подачи охладителя расположена перемычка с отверстиями или конусно-кольцевой щелью, оси или образующие которых направлены под острым углом к внешней поверхности стенки сопла, а площадь поперечного сечения щели или всех отверстий меньше площади поперечного сечения тракта отвода охладителя в 10-30 раз.

Фурма может быть снабжена второй перемычкой, расположенной в начале тракта для подвода охладителя.

808540

Кроме того, фурма снабжена муфтой, жестко закрепленной на трубе, разделяющей тракты для подвода топлива и охладителя и сообщающейся посредством резьбового соединения с трубой, разделяющей тракты поцвода и отвода охладителя.

На чертеже .изображена прецлагаемая фурма, продольный разрез.

Фурма состоит из головки 1, в которой по оси расположено цилиндрическое продувочное сопла 2. Б головке имеются также топливные каналы 3, по которьгм в сопла 2 подается топливо. Сопла 2 соединено осевым каналом 4 с трубой 5 для подачи кислорода, Труба 6 служит для подачи к каналам 3 топлива. Труба

7 (напорная) служит для подачи воды на охлаждение головки 1. Конец трубы 7 снабжен перемычкой 8 (перегородкой), которая перекрывает межтрубное пространство, образованное трубами 6 и 7.

Перемычка 8 выполнена в виде кольца и содержит ряд цилиндрических отверстий

9, которые направлены под острым углом к наружной стороне стенки продувочного сопла 2. Место цилиндрических отверстий

9 перемычка 8 может иметь конуснокольцевую щель. С противоположного конца (в хвостовой части фурмы) межтрубная полость для воды содержит перемычку 10 с отверстиями 11, аналогичную перемычке 8. Отличие заключается лишь в том, что ось отверстий 11 (цилиндрических или в виде кольцевой щели) направлена параллельно оси фурмы, а их площадь поперечного сечения, с целью соз

35 дания подпора воды перед отверстиями

9, несколько больше (например на 510%) площад @ поперечного сечения отверстия 9.

4О

В случае применения кольцевой перемычки 8 из двух колец, которые образуют отверстие 9 в виде конусно-кольцевой щели, напорную трубу 7 в ее хвостовой части снабжают резьбовой муфтой 12 с сальниковыми уплотнениями. С помощью

45 этой муфты напорную трубу 7 вместе с наружным кольцом перемычки 8 можно перемещать вдоль оси фурмы и этим изменять площадь поперечного сечения щели 9. 50

Фурма вставлена в защитную трубу

13 с зазором, по которому подается защитный реагент. Защитная труба 13, оканчивающаяся конической частью 14, вмуровывается в футеровку 15 плавильной ванны. Зазор между фурмой и защитной трубой 13 выбирается примерно таким же, как и в прототипе.

Устройство работает следующим образом.

После монтажа устройства по месту начинают подавать aoqy в напорную трубу 7, которая пройдя отверстие 11, а затем отверстие 9 разбрыэгивается на наружную сторону стенки процувочного сопла 2, после чего, омыв и всю осталь- . ную охлаждаемую noBBpKHocrb головки 1, поступает в межтрубное пространство (межцу трубами 7 и 16) и через пароотвоцящий патрубок уходит из фурмы наружу. Б этот период охлаждение фурмы осуществляется в режиме обычного водяного охлажцения. Одновременно с подачей воды подают защитный реагент в зазор между фурмой и защитной трубой 13.

По мере разогрева плавильной ванны до максимума, а, слецовательно, по мере нагрева поверхности головки 1 фурмы, охлаждение ее переходит в режим испарительного. Это происходит потому, что в этот период количество поцаваемой через отверстия 9 воды выбирается таким, чтобы она, пройдя охлаждаемую полость головки

1, полностью испарилась, образовав, по крайней мере, влажный пар. Подача воды на охлажцаемую поверхность в вице струй позволяет осуществлять охлаждение в пароиспарительном режиме, во-вторых, при режиме циркуляции воды, близком к теоретическому (1 кг воды / 1 кг пара) и, r во-вторых, при черезвычайно высоких тенловых нагрузках, так как метоц струйной подачи воды практически исключает ее пленочное кипение.

Можно считать, что давление воцы перец напорной трубой предпочтительно иметь в тех же прецелах, что и при воцяном охлаждении обычных продувочных фурм. о

Исходя из этого давления и выбирают площадь отверстий 9 и 11 соответственно. Оптимальный режим испарительного охлаждения фурмы на время ее работы (при колебании теплового напряжения на наружной поверхности головки фурмы) может регулироваться вручную йли с помощью автоматики путем изменения цавления воды перец трубой 7 в зависимости ат температуры пара, замеряемой на выходе из наружной трубы 16 в отводящем патрубке или же в самой трубе 16.

Испарительный режим охлажцения требует в 40-60 раз меньше воцы, чем при обычном водяном охлажцении, Что позволя ет рентабельно применять химически очищенную и, цеаэрированную воду. А это приводит к устранению образования накипи и уменьшает коррозию внутренней поверх5 8 ности стенок фурмы, что, в конечном счете, позволяет значительно увеличить срок службы фурмы в сравнении с обычной воцоохлажцаемой (примерно в 3-5 раз), учитывая, кроме того, широкоизвестный факт, что воцоохлаждаемые детали по сравнению с гаэоохлажцаемыми имеют большую стойкость, можно ожидать,- что стойкость поецлагаамого т стоойства в сравнении с известным будет в 2-3 раза больше.

Фурма позволяет вести продувку расплава не только раэценьными струями "ййслороца и топлива, но и однородным топливно-кислороцным факелом горения при возможности изменения в фурме соотно« шения топливо-кислороц в широких пределах, что значительно расширяет металлургические возможности нижней продувки.

Формула изобретения

1. Фурма цля донной процувки, металла, содержащая концентрично расположенные трубы, образуюшие тракты цля подачи кислороца, топлива и защитной среды, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с цепью повышения стойкости фурми и эффективности продувки, фурма снабжена цопопнительными цвумя трубами, концент08540 6 рично расположенными межцу наружной трубой и трубой цля подачи топлива, и образуюшими тракты цля подвода и отво» ца охлацителя, головкой, расположенной с зазором к наружной трубе, и с имею. щей центральное цилинцрическое сопло, сообщенное с трактами подачи кислорода и топлива, при этом. в конце тракта поцачи охлацителя расположена перемычка с

® отверстиями или конусно»кольцевой щелью, оси или образующие которых направлены поц острым углом к внешней поверхности стенки сопла, а площадь поперечного сечения щели или всех отверстий меньше плошаци поперечного сечения тракта отвода охлацителя в 10-30 раз.

2. Фурма по и. 1, о т л и ч а ю ш ая с я тем, что она снабжена второй перемычкой, расположенной в начале тракта цля поцвоца охлацителя.

3. Фурма по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что она снабжена — муфтой, жестко закрепленной на трубе, разделяюшей тракты цля подвоца топлива и охла2$ цителя и связанной посрецством реэьбового соединения с трубой, разцеляюшей тракты поцвода и отвоца охлацителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР М 576054, кл. С 21 С 5/48, 1973.

2. Авторское свидетельство ЧССР

¹ 163130, кл. 18в 5/48, 1976.