Сопло продувочной фурмы сталеплавильного агрегата Советский патент 1983 года по МПК C21C5/48 

D:) :о Изобретение относится к металлу гии и может быть использовано для выплавки стали в конвертерах, мартеновских и электродуговых сталепл вильных печах. Известны фурмы с общим подводом кислорода, обеспечивающие подачу комбинированного жесткого и мяг кого дутья t11 Дросселирование общего потока кислорода осуществляется на значительном удалении от насадка, фор мирующего периферийный поток кисло рода, при этом происходит разделен дозвукового потока. В результате трудно организовать подачу первичного и вторичного потока кислорода с требуемыми характеристиками. Вследствие этого имеет место неудовлетворительная стойкость фурм и снижение эффективности продувки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сопло продувочной фурмы сталеплавильного агрегата, содержащее корпус, центральное сопло с конфузором, критиче ким- сечением и диффузором, образующие тракт подачи первичного кислорода, и периферийное кольцевое сопло, образующее тракт подачи вторичного кислорода 2. Основными недостатками известного сопла, являются индивидуальный, раздельный подвод кислорода для мягкого и жесткого дутья, что ведет к усложнению конструкции фурмы и неудовлетворительному взаимоде ствию двух потоков, что приводит к неустойчивому режиму продукции, к ограничению рассредоточения дутья; несовершенство конструкции сопел, в результате чего за счёт инжекции потока горячих газов и воздействия шлакометаллической згмульсии снажается стойкость сопел. В случае выхода их из строя, чтобы произвести их замену, необходимо снимать всю форму... Цель изобретения - увеличение стойкости фурмы и повьаиение эффекти ности продувки. Поставленная цель достигается те что в сопле продувочной фурмы стале плавильного агрегата, содержащем корпус, центральное сопло с конфузором, критическим сечением и диффу зором/ образующее Тракт подачи первичного кислорода, и периферийное кольцевое сопло, охватывакицее центральное сопло и образующее тракт подачи вторичного кислорода, в конфузоре выполнены радиальные отверстия, соединяющие тракты подачи первичного и вторичного кислорода, а периферийное кольцевое сопло выполнено в виде диффузора, при этом от ношение площадей трактов подачи первичного и вторичного кислорода в критическом сечении 0,5-1,0, а на срезе сопла - 1,04-56,64 при длине 2,0-3,0 диаметра критического сечения. При этом углы раскрытия диффузо- . ров центрального и периферийного сопел составляют соответственно 820 и 5. Как установлено в результате промышленных испытаний, указанные соотношения и углы являются оптимальными при обычно применяемой длине диффузора, равной 2,0-3,0 диаметра критического сечения. На фиг. 1 изображено предлагаемое сопло, общий вид в разрезе; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1. Сопло состоит из корпуса 1, конФузора 2 с критическим сечением 3, диффузора 4 с разделительной головкой 5 и критического сечения-, выполненного в виде калиброванного отверстия 6, а также вкладыша 7 с центральHfcw диффузором 8. Центральный диффузор 8 и кольцевой диффузор 4 соединены с общим конфузором 2. Вкладыш 7 снабжен фиксаторами 9, выполненными из металлических прутков или пластин и обеспечивающими его ;ентровку в диффузоре 4, и резьбовым соединением 10 для крепления его на разделительной головке 5 сопла. В случае необходимости возможно изменение параметров дутья путем замены разделительной головки или вкладыша, или головки и вкладыша одновременно . Дополнительное критическое сечение в виде калиброванных отверстий позволяет при общем подводе кислорода обеспечивать мягкое и жесткое дутье, увеличивать производительность сопла и соответственно сталеплавильного агрегата. Наличие второго диффузора обеспечивает рассредоточение дутья при высоком его расходе и улучшает массообмен и ра финирующее воздействие кислорода на расплав. Кроме того, мягкое дутье экранирует .сопло и предохраняет его от непосредственного воздействия высокотемпературных газов. Вкладьни сопла позволяет в широких пределах изменять параметр мягкого и жесткого дутья путем изменения его размеров и конфигурации. Изготовление вкпадыла произвоится отдельно от других .деталей, оэтому создаются условия для обесечения заданной расчетной формы. Фиксаторы предназначены для уста-. НОНКИ вкпадаша в определенном полоении и устойчивости конструкции. Устройство работает следующим образом.

При продувке металла кислородом через фурму, снабженную предложенными соплами, в сопле общий поток кислорода делится на два самостоятельных потока, один из которых проходит через критическое сечение, выполненное в виде калиброванных отверстий 6, и кольцеобразный зазор диффузора 4. Диффузором 8 формируется кислородная струя, обеспечивающая характеристики потока, цеобходшл е для ведения обезуглероживания металла, т.е.. повьвиенная кинетическая энергия потока и уменьшенный подсос газа в струю, а через диффузор 4 за счёт подбора сечений кгшиброванны отверстий б подается кислород и организуется струя с газодинамическими характеристиками, отвечающими требованиям наилучшего шлакообразования, т.е. меньшая кинетическая энергия и максимально возможный подсос газов в струю.

Таким образсян, предложенная конструкция српла обеспечивает получение кислородного потока, обладающего одновременно противоречивыми требованиями, отвечающими как условиям интенсивного обезуглероживания так и эффективного шлакообразбвания Кроме того, в предложенном варианте увеличение интенсивности продувки

может достигаться не только путем увеличения количества сопел; но и путем увеличения cj MMapHoro критического сечения сопла без существенного увеличения его габаритов, что обеспечивает увеличение стойкости фурмы и производительности сталеплавильного агрегата. Выполнение разделительной головки 5 и вкладыша 7 съемным обеспечивает возможность измене ния профиля диффузоров без замены фурмы и реконструкции наконечника, что позволяет осуществлять быстрый переход на новые характеристики кислородной струи, нгшример, при изменении сортс1мента вш1лавляе№1Х сталей или изменении химического состава шихтовых материалов. Вкладыш 7 не требует специального водяного ох.лаждения, поскольку он расположен в зоне адиабатического расширеиня кислородного, потока и на его поверхности достигаются температурил (-80)(-120/0.в диапазоне изменения дгшления кислорода перед соплсм в предела 11-16 ата..

Экономический эффект от использо,вания изобретения достигается за сче увеличения интенсивности продувки и стойкости фуриал составляет 20О тыс.ру при годовом производстве 1 млн.т стали в РОД.

1. СОПЛО ПРОДУВОЧНОЙ ФУРМЫ СТАЛЕПЛАНИЛЬHQFO АГРЕГАТА, содержащее корпус, центральное сопло с конфузором, критическим сечением и диффузоре, образукяцее тракт подачи первичного кислорода, и периферийное кольцевое сопло, охватывающее центральное сопло и образующее тракт подачи вторичного кислорода, отличающееся тем, что, с целью увеличения стойкости и повышения эффективности продувки, в конфузоре выполнены ргщиальные отверстия, соединяхяцие тракты подачи первичного и вторичного кислорода, а периферийное кольцевое сопло выполнено в виде диффузора, при этом отношение площадей трактов подачи первичного и вторичного кислорода в критическом сечении составляет 0,5-1,0, а на срезе сопла 1,04-56,64 при длине диффузора 2,03,0 диаметра критического сечения. f/j 2. Сопло по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что углы раскрытия диффузоров центрального и периферийного сопел составляют соответственно 2 8-20 и 5 .