ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ РАСПЛАВОВ Российский патент 2005 года по МПК C21C5/48 

Предлагаемое изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции фурм для продувки расплава газообразным агентом в металлургических печах струйно-окислительного типа.

Известна фурма, содержащая корпус с отверстием для подачи газа, направляющую, неподвижно установленную в корпусе, набор сменных инструментов (Плавка медного никельсодержащего сырья в печах Ванюкова, Технологическая инструкция, ч.1, ТИ 44577806.14.55-27-2000, ОАО "Норильская горная компания", 2000, с.61-63, раздел 5.3, рис.12а, б). Указанная фурма предназначена для погруженной подачи дутья в шлако-штейновый расплав и не может работать в непогруженном режиме.

Для непогруженной продувки расплава известны следующие фурмы:

- фурма вертикального конвертера (В.И.Коротич, С.Г.Братчиков. Металлургия черных металлов. - М.: Металлургия, - 1987, рис. 56, стр. 147-148), содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи газообразного агента, подвода и отвода охлаждающей воды и соединенные с наконечником;

- фурма для продувки металла (RU 2112048, 27.05.1998, С 21 С 5/48), содержащая концентрично расположенные трубы для подачи кислорода, подвода и отвода охладителя, торцевую головку, состоящую из наружной и внутренней тарелок, соединенных расположенными под углом к продольной оси фурмы соплами Лаваля и осевым патрубком с цилиндрическим каналом.

Указанные фурмы для непогруженной продувки расплавов газовым агентом требуют высокого расхода воды на охлаждение, большой высоты цехового сооружения и являются недостаточно надежными при эксплуатации.

Прототипом заявляемого изобретения является фурма для продувки расплава металла (RU 2181384, 27.12.2000, С 21 С 5/48), установленная вертикально, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи продувочного агента, подвода и отвода охлаждающей воды, и закрепленный на трубах посредством переходников наконечник с дутьевыми наклонными соплами и циркуляционной охлаждающей камерой, образованной внутренней и наружной тарелками, снабженными стержневой стяжкой и размещенным между ними разделителем.

Недостатками фурмы-прототипа являются: высокий расход воды на охлаждение, необходимость большой высоты здания цеха и недостаточная эксплуатационная надежность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение расхода воды на охлаждение, увеличение эксплуатационной надежности и независимость высоты цехового сооружения от конструкции фурмы.

Технический результат достигается тем, что фурма для продувки расплава, установленная в печи, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи продувочного агента с дутьевой насадкой, подвода и отвода охлаждающей воды, циркуляционную камеру, расположенную в основании наконечника, отличается тем, что фурма снабжена резервуаром для отбора воды, установленным на входе воды в фурму, и вакуумным насосом на выходе и установлена горизонтально в боковой стенке печи, причем наконечник фурмы размещен внутри печи и выполнен с 8-15 сквозными продольными отверстиями, а дутьевая насадка расположена в боковой стенке наконечника под углом α=110-120° к продольной оси фурмы, а колпак наконечника выполнен глухим.

Конструкция радиально-осевой фурмы для продувки расплава поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема установки фурмы, на фиг.2 показан продольный разрез фурмы и на фиг.3 - разрез А-А.

Фурма содержит: 1 - внешнюю трубу; 2 - промежуточную трубу; 3 - внутреннюю трубу; 4 - тракт для подвода охлаждающей воды; 5 - тракт для отвода охлаждающей воды, 6 - тракт для подачи продувочного агента; 7 - наконечник; 8 - дутьевую насадку; 9 - сквозные продольные сверления; 10 - циркуляционную камеру; 11 - глухой колпак; 12 - резервуар; 13 - вакуумный насос; 14 - боковая стенка печи.

Угол дутьевой насадки α=110-120° к продольной оси фурмы для продувки расплава определяется стремлением с одной стороны отвести высокотемпературный дутьевой кратер от стенки печи и предотвратить ее разрушение, а с другой - сохранить высокое усвоение продувочного агента расплавом.

При α<110° высокотемпературный дутьевой кратер геометрически приближен к боковой стенке печи (14). Температура дутьевого кратера свыше 2000°С, что вызывает термическое разрушение боковой стенки (14). При α>120° усвоение газового агента снижается.

Сквозные продольные отверстия (9) необходимы для отвода охлаждающей воды. Количество продольных отверстий (9) меньше 8 увеличивают гидравлическое сопротивление, а более 15 - увеличивают затраты при изготовлении фурмы.

Магистральная часть конструкции фурмы для продувки расплава набирается из комплекта трех стандартных стальных труб (1, 2, 3), концентрически входящих одна в другую. По внутренней трубе (3) поступает вода из резервуара (12) за счет разрежения, создаваемого вакуумным насосом (13). Тракт для подачи продувочного агента (6) образован внутренней трубой (3) и промежуточной трубой (2). Этот тракт (6) заканчивается насадкой (8), выполненной в точеном медном наконечнике (7), причем ее ось направлена под углом 110-120° к продольной оси фурмы. Вода в тракте для подвода охлаждающей воды (4), окруженная потоком продувочного агента тракта (6), сохраняет первичную минимальную температуру и при такой температуре с максимальной скоростью поступает в циркуляционную камеру (10) и ударяет в глухой колпак (11). При этом достигается максимальная интенсивность охлаждения этой детали. Из полости глухого колпака (11) вода устремляется по сквозным продольным отверстиям (9) в тракт для отвода воды (5). Сборка труб (1, 2, 3), наконечника (7) и глухого колпака (11) выполняется на резьбовых соединениях.

Фурма для продувки расплава устанавливается горизонтально в стенке печи (14) над расплавом, что обеспечивает независимость высоты цехового сооружения от фурмы. Внутри печи находится только наконечник (7) фурмы и глухой колпак (11), на охлаждение которого требуется значительно меньший расход охлаждающей воды в отличие от фурмы-прототипа. Горизонтальное положение и невысокое гидравлическое сопротивление фурмы создают условия для работы фурмы под разряжением. С этой целью фурма снабжена резервуаром (12) для отбора воды, установленным на входе фурмы, из которого вода за счет разрежения, создаваемого вакуумным насосом (13), установленным на выходе из фурмы, циркулирует по фурме, охлаждая ее, что повышает эксплуатационную надежность.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкции фурм для продувки расплава газообразным агентом в металлургических печах струйно-окислительного типа. Фурма для продувки расплава установлена горизонтально в боковой стенке печи и содержит концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи продувочного агента с дутьевой насадкой, подвода и отвода охлаждающей воды, циркуляционную камеру, расположенную в основании наконечника. Фурма имеет резервуар для отбора воды, установленный на входе воды в фурму, и вакуумный насос на выходе. Наконечник фурмы размещен внутри печи и выполнен с 8-15 сквозными продольными отверстиями. Дутьевая насадка расположена в боковой стенке наконечника под углом α=110-120° к продольной оси фурмы. Колпак наконечника выполнен глухим. Техническим результатом изобретения является снижение расхода воды на охлаждение, увеличение эксплуатационной надежности и обеспечение независимости высоты цехового сооружения от конструкции фурмы. 3 ил.

Фурма для продувки расплава, установленная в печи, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи продувочного агента с дутьевой насадкой, подвода и отвода охлаждающей воды, циркуляционную камеру, расположенную в основании наконечника, отличающаяся тем, что фурма снабжена резервуаром для отбора воды, установленным на входе воды в фурму, и вакуумным насосом на выходе и установлена горизонтально в боковой стенке печи, причем наконечник фурмы размещен внутри печи и выполнен с 8-15 сквозными продольными отверстиями, дутьевая насадка расположена в боковой стенке наконечника под углом α=110-120° к продольной оси фурмы, а колпак наконечника выполнен глухим.