ФУРМА Российский патент 2007 года по МПК C21C5/48 C21B7/16 F27B1/16 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к устройствам продувки жидкого расплава газообразным окислителем, например для продувки расплава в конвертере при выплавке стали, и может быть использовано, в том числе, в цветной металлургии.

Известна фурма для продувки металла, 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 (патент РФ №2112048, МПК⁷ С 21 С 5/48).

Известна охлаждаемая фурма для продувки жидкого расплава, содержащая корпус с отверстием для подачи газа, передвижной стержень с наконечником цилиндроконической формы, направленным меньшим основанием конической части в сторону выходного отверстия фурмы (патент РФ №2084540, МПК⁷ С 21 С 5/48).

Известна фурма по патенту РФ №2138559, МПК⁷ С 21 В 7/16, содержащая патрубок в виде конического стакана с выходным отверстием (рыльную часть), штуцера подвода воды, канал подачи воды для охлаждения патрубка, канал подачи горючего газа со штуцером подачи горючего газа (горелка), канал подачи кислородно-воздушной смеси (цилиндрический дутьевой канал) со штуцером подачи кислородно-воздушной смеси, фурмовку и притычку.

Данная фурма принята за прототип.

Недостатком всех аналогов и прототипа является ручная замена притычки, фурмовки, горелки (например, выбивают притычку и пробивают гарнисаж ломиком вручную).

Кроме того, все эти операции выполняются в агрессивной атмосфере, например в атмосфере сероводорода в респираторах. В момент пробивки настыля происходит выброс раскаленного настыля или шлака, что предоставляет опасность для работающего персонала.

Задачей изобретения является автоматизация управления технологическим процессом работы фурмы, а также обеспечение безопасности и сохранения здоровья обслуживающего персонала.

Техническим результатом является автоматизация металлургических производств и, как следствие, увеличение производительности, в том числе и за счет сохранения здоровья обслуживающего персонала.

Задача решается за счет того, что в фурме, содержащей патрубок с выходным отверстием, корпус, фурмовку и притычку, канал подачи горючего газа (например, природный газ) со штуцером подачи горючего газа, канал подачи окислительного газа (например, чистый кислород или кислородно-воздушная смесь) со штуцером подачи окислительного газа; при этом канал подачи горючего газа коаксиален выходному отверстию патрубка, а канал подачи окислительного газа коаксиален каналу подачи горючего газа и охватывает его; канал подачи воды со штуцером подачи и слива воды, выполненный в патрубке и коаксиальный выходному отверстию патрубка, фурмовка и притычка выполнены в виде единого элемента фурмовки-притычки; введен блок приводов с силовым и управляющим приводами, при этом шток силового привода, коаксиальный выходному отверстию патрубка, жестко связан с фурмовкой-притычкой и подпружинен пружиной сжатия, введен курок, установленный в блоке приводов и кнематически связанный с управляющим приводом; при этом на фурмовке-притычке выполнены два кольцевых упора, с помощью одного курок останавливает фурмовку-притычку в положении, когда фурмовка-притычка закрывает выходное отверстие патрубка, с помощью второго курок останавливает фурмовку-притычку для последующего осуществления поступательного движения фурмовки-притычки в направлении выходного отверстия патрубка по типу "выстрела".

Силовой и управляющий привод выполнены в виде пневмоприводов.

Дополнительный механизм перемещения притычки выполнен в виде пружины сжатия.

На фиг.1 изображена конструкция предлагаемой фурмы, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - Вид А, где:

1 - патрубок;

2 - корпус;

3 - фурмовка-притычка;

4 - канал подачи горючего газа;

5 - штуцер подачи горючего газа;

6 - выходное отверстие;

7 - канал подачи окислительного газа;

8 - штуцер подачи окислительного газа;

9 - канал подачи воды;

10 - штуцер подачи воды;

11 - штуцер слива воды;

12 - силовой привод;

13 - управляющий привод;

14 - шток силового привода;

15 - курок;

16 - блок приводов;

17 - упор;

18 - шарик;

19 - упор;

20 - втулка;

21 - отверстие;

22 - пружина сжатия.

На корпус 2, на котором находятся штуцер подачи горючего газа 5, штуцер подачи окислительного газа 8, установлены патрубок 1 и блок приводов 16. Соединение между корпусом 2 и патрубком 1, а также между корпусом 2 и блоком приводов 16 герметичное.

Патрубок 1 образует совмесно с корпусом 2 канал подачи окислительного газа 7. Корпус 2 образует с фурмовкой-притычкой 3 канал подачи горючего газа 4. Фурмовка-притычка 3, канал подачи горючего, например природного, газа 4, канал подачи окислительного газа 7 коаксиальны выходному отверстию 6 патрубка 1.

В блок приводов 16 входят силовой привод 12 и управляющий привод 13, курок 15, кинематически связанный с управляющим приводом 13. Пружина сжатия 22 подпружинивает шток 14 силового привода 12. Фурмовка-притычка 3 жестко связана со штоком 14 силового привода 12 (Фиг.1, 3).

Фурмовка-притычка 3 имеет два кольцевых упора 17, 19 за которые курок 15, находясь в закрытом положении, может удерживать фурмовку-притычку 3 (Фиг.3).

Для защиты патрубка 1 от механических повреждений в процессе работы фурмовки-притычки 3 внутри патрубка установлена втулка 20, например стальная.

При осуществлении профилактических работ и снятии блока приводов 16 фурмы шарик 18, перемещаясь, закрывает отверстие 21, предотвращая попадание окислительного газа в зону обслуживания фурмы (Фиг.1, 3).

В случае отсутствия возможности использования силового привода (аварийная ситуация) для перекрытия выходного отверстия 6 патрубка 1 фурмовкой-притычкой 3 предусмотрен дополнительный (дублирующий) механизм в виде пружины сжатия 22 (Фиг.1).

Фурма функционирует следующим образом.

Открывается штуцер подачи воды 10, через который для охлаждения патрубка 1 поступает вода в канал подачи воды 9 и вытекает через штуцер слива воды 11.

Через штуцер подачи окислительного газа 8 окислительный газ подается в канал подачи окислительного газа 7.

Управляющим приводом 13 курок 15 переводится в открытое положение, давая возможность фурмовке-притычке 3 свободно перемещаться.

Фурмовка-притычка 3 отводится от выходного отверстия 6 (из положения "притычка") в исходное положение (шток силового привода 14 полностью втянут) с помощью силового привода 12.

Силовым приводом 12 переводят фурмовку-притычку 3 в переднее положение (шток силового привода 14 полностью выдвинут), пробивая гарнисаж и освобождая от него выходное отверстие 6.

Если гарнисаж не пробит за 3 цикла, то фурму переводят в положение, необходимое для осуществления поступательного движения фурмовки-притычки 3 в направлении выходного отверстия 6 патрубка 1 по типу "выстрела". Для этого, когда фурмовка-притычка 3 находится в исходном положени, курок 15 закрывается, сбрасывается давление из силового привода 12 и фурмовка-притычка 3 перемещается в сторону выходного отверстия 6 пружиной 22. Курок 15 останавливает фурмовку-притыку 3, удерживая ее за упор 17. В силовой привод 12 подается давление, открывается курок и фурма "стреляет".

При этом фурмовка-притычка 3, выдвигаясь, например, на 200 мм в плавильную печь, создает канал в расплаве для поступления горючего газа и окислительного газа.

После подачи окислительного газа закрывают штуцер подачи окислительного газа 8 и подают горючее (например, природный газ) в канал подачи горючего газа 4 через штуцер подачи горючего газа 5.

Для разогрева печи подают одновременно окислительный газ и горючий газ.

После окончания технологического процесса открывается курок 15, сбрасывается давление из силового привода 12 и фурмовка-притычка 3 перемещается в сторону выходного отверстия 6 пружиной сжатия 22. Курок 15 закрывается, в силовой привод 12 подается давление и курок 15 удерживает фурмовку-притычку 3 за упор 19 в положении "притычка", закрывая выходное отверстие 6.

Таким образом, предлагаемая фурма обеспечивает решение задачи по автоматизации управления технологическим процессом металлургического производства. Пробивка настыля, подача окислительного газа, подача горючего газа, установка на "притычку" осуществляется без применения ручного труда, что увеличивает производительность труда, а герметичность конструкции фурмы обеспечивает безопасность и сохранение здоровья обслуживающего персоонала.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к устройствам продувки жидкого расплава газообразным окислителем. Фурма содержит корпус, патрубок с выходным отверстием, фурмовку и притычку, выполненные в виде единого элемента, канал подачи горючего газа, канал подачи окислительного газа, канал подачи воды, выполненный в патрубке, блок приводов с силовым и управляющим приводами, при этом шток силового привода, коаксиальный выходному отверстию патрубка, жестко связан с упомянутым единым элементом и подпружинен, курок, установленный в блоке приводов, кинематически связанный с управляющим приводом и взаимодействующий с двумя кольцевыми упорами. При использовании изобретения обеспечивается увеличение производительности. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Фурма, содержащая корпус, патрубок с выходным отверстием, фурмовку и притычку, канал подачи горючего газа, канал подачи окислительного газа, канал подачи воды, выполненный в патрубке и коаксиальный выходному отверстию патрубка, при этом канал подачи горючего газа коаксиален выходному отверстию патрубка, а канал подачи окислительного газа коаксиален каналу подачи горючего газа и охватывает его, отличающаяся тем, что фурмовка и притычка выполнены в виде единого элемента с двумя кольцевыми упорами, фурма снабжена силовым и управляющим приводами и курком, кинематически связанным с управляющим приводом и установленным с возможностью остановки упомянутого единого элемента при помощи одного из кольцевых упоров в положении закрытия выходного отверстия патрубка и с возможностью остановки упомянутого единого элемента при помощи второго упора для последующего осуществления поступательного движения в направлении выходного отверстия патрубка, при этом шток силового привода расположен коаксиально выходному отверстию патрубка, жестко связан с упомянутым единым элементом и подпружинен пружиной сжатия.2. Фурма по п.1, отличающаяся тем, что силовой и управляющий приводы выполнены в виде пневмоприводов.3. Фурма по п.1, отличающаяся тем, что в качестве горючего газа использован природный газ.4. Фурма по п.1, отличающаяся тем, что в качестве окислительного газа использован чистый кислород или кислородно-воздушная смесь.