Шлаковая летка руднотермической печи Советский патент 1984 года по МПК F27D3/15 

Изобретение относится к нечсстроению для металлургии и может быть использовано в руиютсрмических дуговых печах фосфорной нромышленноети, а также в руднотернических печах черной и цветной металлургии.

Известна конструкция шлаковой летки, выполненной из углеродистых блоков с накладным водоохлаждением 1.

Недостаток такой конструкции состоит в том, что нри сливе шлака, например при производстве желтого фосфора, отмечается весьма низкая стойкость углеродистых блоков.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предла|-аемой является шлаковая летка руднотермической печи, содержащая металлическую конусную втулку- -фурму и соосно установленную в ней другую конусную втулку -дюзу с охлаждаемыми полостями, в которые введены подводящие и отводящие трубы 2.

Однако в процессе эксплуатации иечп .на внутренних cTetiKax водоохлаждаемых полостей фурмы и дюзы осаждается накипь ухудшающая теплосъем.

Опыт эксплуатации фосфорШ)1Х нечей РКЗ-48Ф показывает, что средний срок службы дюз составляет 15 сут., а фурм -60 сут. Причиной замены леток является прогар фурмы или дюзы с разгерметизацией вОлТ,оохлаждаемых полостей. Прогары в ос:новном производят на внутренней торцовой (со сторонь объема печи) поверхности летки, постоянно находящейся в шлаковой ванИе.

: Разрушение лётки происходит также изза попадания корольков металла, например феррофосфора, на рабочую поверхность летки с последующим образованием легкоплавкой эвтектики, появлением раковин и разгер.метизацией водоо.хлаждаемой полости. Целью изобретения является повышение надежности работы, увеличение срока службы.

Поставленная цель достигается тем, что в шлаковой летке руднотермической печи, содержащей .металлическую конусную втулку - фурму и соосно установленную в ней другую конусную втулку - дюзу с охлаждаемыми полостями, в которые введены подводящие и отводя цие трубы, в полостях фурмы и дюзы установлены кольцевые перегородки, причем полости фурмы и дюзы, обращенные в сторону печи, заполнеШ) па 0,25-- 0,35 своего объема теплопроводными абразивными зернами из карбида кремния, а в верхней части каждой иерего)одки в секторе 40-90° вын(), сквозные отверстия диаметрами, состав.ипощими 0,30,5 от поперечного размера зерен.

Кроме того, со стороны торцовых рабочих поверхностей фурмы и дюзы установлены втулки из теплопроводного огнеунорного материала.

На фиг. 1 показана предлагаемая щлаковая летка, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (вид на перегородку фурмы); на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1 (вид на наружный торец летки); на фиг. 4 - узел I на фиг. 1 (укрупненный разрез дюзы и фурмы); на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4 (поперечный разрез фурмы и дюзы).

Шлаковая летка руднотермчческой печи содержит наружную конусную втулку - фурму 1, внутрь которой соосно установлена другая меньших размеров конусная втулка - дюза 2. Фурма 1 и дюза 2 выполнены из меди с водоохлаждаемыми полостями соответственно 3 и 4. Для подвода и отвода воды к фурме 1 подсоединены трубы 5 и 6, а к дюзе 2 подсоединены трубы 7 и 8.

Трубы 5-8 распсхюжены в верхней части летки во избежание их контакта со шлаком. Фур.ма 1 заделана в углеродистые блоки 9 стенки ванны печи. Наружный торец фурмы 1 снабжен .медны.м кольцевы.м фланцем

10для закренления фурмы 1 к кожуху ванны нечи.

Подача охлаждающей воды производится в нижние части (зурмы 1 и дюзы 2, а выход воды осуществляется в верхней зоне фурмы 1 и дюзы 2.

На рабочий торец фурмы 1 на резьбе

11установлена втулка 12 из графита на графитовой пасте, также и на рабочий торец дюзы 2 на резьбе 13 установлена нтулка 14 из графита на графитовой пасте.

Втулки 12 и 14 являютея защитными экранами и выполнены из тенлопроводного огнеупорного материала, нанри.мер графит а.

Водоохлаждаемая полость фурмы 1 снабжена кольцевой перегородкой 15, в верхней части которой в секторе 40-90° вьц.юлнены сквозные отверстия 16. Внутренняя Водоохлаждаемая полость 17, обращенная к центру печи, заполнена на 0,25-0,35 своего объема теплопроводными абразивными зернами 18, например, из карбида кремния. Диаметры отверстий 16 составляют 0,3-0,5 от ноперечпого размера зерен 18. Размер зерен 18 может быть равен 6- 8 м м.

Суммарное сечение отверстий 16 в нерегородке 15 не менее, че.м в три раза должно превышать проходное сечение подводящей трубы 5, чтобы не создавать дополнительное сопротивление для прохода о.члаждаюшей воды. Труба 5 проходит сквозь перегородку 15. Объем полости 3 фурмы 1 в четыре раза должен превышать объе.м полости 17. Водоохлаждаемая полость 4 дюзы 2 также снабжена вертикальной кольцевой перегородкой 19, в верхней части которой в секторе 40-90° выгюлнены сквозные отверстия 20. Величина сектора 4090° выбрана из условия обеспечения циркуляции абразивных зерен 18,23 в камере.

Полость 4 разделена таким образом на две части - внутреннюю 21, обращенную в сторону печи, и наружную 22.

Полости 21 и 17 заполнены на 0,25- 0,35 своего объема теплопроводными абразивными зернами 23 из карбида кремния.

При заполнении полости 21 зернами 18 и 23 меньше чем 0,25 объема, снижается эффективность по съему накипи со стенок. При заполнении полости 21 и 17 зернами 18 и 23 больше чем 0,35 увеличивается гидравлическое сопротивление в полости и уменьшается циркуляция абразивных зерен. Диаметры отверстий 20 составляют 0,3-0,5 от поперечного размера зерен 23.

Подвод воды к дюзе 2 производится трубой 7, расположенной в нижней части полости 22.

На внутренних поверхностях полостей 17 и 21 выполнены кольцевые пазы 24 и 25 глубиной 3-5 мм, шириной и шагом 8- 10 мм, которые увеличивают поверхность теплосъема. Леточное отверстие для слива шлака закрывается пробкой 26 из огнеупорной глины или металлической водоохлаждаемой.

Шлаковая лётка руднотерм и ческой печи работает следуюшим образом.

В процессе эксплуатации печи в фурму 1 и дюзу 2 постоянно подается охлаждающая вода. Перед сливом шлака пробивают или прожигают пробку 26 и открывают лёточный канал.

Поступающая в водоохлаждаемые полости 17 и 21 вода вызывает интенсивное

движение абразивных зерен 18 и 23 в замкнутых объемах. Этому способствует создаваемый перепад давления воды в нижних и верхних частях полостей.

Обладая абразивными свойствами, зерна 18 и 23 при постояном своем движении разрушают образующуюся на внутренних поверхностях полостей 17 и 21 накипь и тем самым создают условия для образования гарниссажа на рабочей поверхности лётки, в т. ч. и на теплозащитных экранах, т. е. на втулках 12 и 14.

Кроме того, зерна 18 и 23, выполненные, например, из карбида кремния, т. е. материала, обладающего боль щей теплопроводностью, чем вода (приблизительно в 5-7 раз) обеспечивают более эффективный теплосъем.

Наличие гарниссажа на рабочих поверхностях лётки резко увеличивает ее срок службы.

Преимущество предлагаемой лётки в отличие от известной состоит в том, что при износе лётки производится замена не всей лётки, а только защитных экранов втулок 12 и 14.

Заданное соотнощение объема полости 17 к объему полости 3 фурмы 1, может быть принято равным один к четырем. При отнощении меньщем 0,25 будет увеличиваться гиравлическое сопротивление, а при отнощении большем, чем 0,25 будет снижаться эффективность теплосъема в полости 17, которая находится в более тяжелых температурных условиях, чем полость 3.

Годовой экономический эффект от применения предлагаемой лётки на одной печи типа РКЗ-48Ф с учетом, сокращения расхода только фурм и дюз составит 10 тыс.руб.

Вид Б

Ф1/д.2

Ф1А1.1

1. ШЛАКОВАЯ ЛЁТКА РУДНОТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ, содержащая металлическую конусную втулку - фурму и соосно установленную в ней другую конус1 3 ю ную втулку - дюзу с охлаждаемыми полостями, в которые введены подводящие и отводящие трубы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, увеличения срока службы, в полостях фурмы и дюзы установлены кольцевые перегородки, причем полости фурмы и дюзы, обращенные в сторону печи, заполнены на 0,25- 0,35 своего объема теплопроводными абразивными зернами из карбида кремния, а в верхней части каждой перегородки в секторе 40-90° выполнены сквозные -отверстия диаметрами, составляющими 0,3-0,5 от поперечного размера зерен. 2. Шлаковая лётка по п. 1, отлчающаяся тем, что со стороны торцовых рабочих I поверхностей фурмы и дюзы установлены втулки из теплопроводного огнеупорного (Л материала. 4 СО СО к центру 17