Фурма Советский патент 1984 года по МПК C21C5/48 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к сталеплавильному производству, и может быть использовано для продувки жидкого металла в конвертерах и подовых печах

Используемые в настоящее время для продувки в конвертерах и подовых печах фурмы имеют низкую стойкость, так как работают в условиях высоких температур и непосредственного контакта с расплавленным металлом и шлаком.

Известны конструкции продувочных устройств,, работакнцих в условиях глубинной продувки и контакта со шлакометаллической .эмульсией, в которых различным образом решается проблема повышения стойкости, например рыльная часть фурмь вьшолняется в виде полого цилиндрического стакана lj , охлаждение зоны вблизи сопел осуществляется путем подачи охладителя непосредственно к ней

специальными трубками 2J или выполнением в периферийной части до-, полнительного канала для подвода охладителя, соединенного с каналами для отвода охладителя из центральной зоны .

Однако конструкции этих фурм характеризуются малой эффективностью и одновременно усложнением конструкции головки.

Наиболее,близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является фурма, включающая концентрически расположенные трубы, образующие тракты для подвода кислорода, подвода и отвода охладителя, головку с соплами и тангенциальными переходными каналами, соединяющими тракты для повода и отвода охладителя. При продувке по и;ентральной трубе к соплам поступает кислород, а из подводящего охладитель тракта через переходные каналы, расположенные в промежутках между соплами, поступает в отводящий тракт охладитель

Недостдтком известной фурмы является низкая эффективность интенсификации движения охладителя вследствие слабого закручивания струй, выходящих в отводящий тракт. При центральном подводе охладителя в фурму на участках отводящего тракта, расположенных в промежутках между переходными каналами, имеют место застойные

зоны, ухудшающие охлаждение и приводящие в конечном итоге к прогару фурмы. При тангенциальном расположении одного яруса переходных каналов эти зоны устраняются не полностью, а частично, отчего эффективность охлаждения и стойкость фурмы остают. ся низкой.

Целью изобретения является повышение стойкости фурмы.

Поставленная цель достигается тем что в фурме, содержащей концентрически расположенные трубы, образующие тракты для подвода кислорода, подвода, и отвода охладителя, головку с соплами и тангенциальными переходными каналами, соединяющими тракты для подвода и отвода охладителя, переходные каналы, подающие охладитель в одном направлении, расположены в два яруса, причем осевые линии переходных каналов нижнего и верхнего ярусов направлены под углом 10-45° к горизонтальной плоскости, при этом угол между их проекциями в горизонтальной плоскости составляет 30-60 .

На фиг, 1 изображена фурма, продольный разрез (разрез А-А на фиг. 2

на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Фурма состоит из концентрически расположенных труб, образующих тракты 1 - 3 для подвода кислорода, подвода и отвода охладителя, головки 4 с соплами 5 и выполненными тангенциально переходными каналами 6 и 7, соединяющими тракты 2 и 3 дл1я подвода и отвода охладителя. Переходные каналы 6 и 7, подающие охлади- . тель в одном направлении, расположены в два яруса, причем осевые линии переходных каналов нижнего и верхнего яурсов размещены под углом 1045 к горизонтали, а угол между проекциями их в горизонтальной плоскости составляет 30-60 .

В процессе выплавки стали фурму опускают в конвертер и производят продувку. При этом она работает в условиях высоких температур и контакта с частицами шлакометаллической эмульсии. Тепло, воспринимаемое фурмой, отводится охладителем, который поступает по центральному тракту фурмы в головку, а затем по расположенным тангенциально в промежутках между соплами переходным каналам верхнего и нижнего ярусов поступает в отводящий тракт. Таким образом, охладитель, получивший тангенциальное направление при движении по верх нему ярусу переходных каналов, дополнительно подкручивается струями, истекающими из нижнего яруса. При этом исключается возможность образо вания застойных зон охладителя в пр межутках между переходными каналами так как даже без увеличения начальн го давления охладителя повьш1ается . скорость движения охладителя, в результате чего, охладитель более интенсивно отводит тепло и стойкост фурмы повышается. Осевые линии переходных каналов нижнего и верхнего ярусов размещены под упом 10-45 к горизонтали, а угол между проекциями их осей в гор зонтальной плоскости составляет 30-60 . Выбранные пределы расположения переходных каналов объясняютс размерами применяемых в настоящее время для продувки, в основном, четырех-шести сопловых кислородных фурм. При использовании для продувки в 130-350 тонных конвертерах чет ;рехсопловых фурм возможный угол меж ду осевыми линиями переходных каналов верхнего и нижнего Ярусов с уче том размеров и размещения продувочных сопел, а также размеров подводя щего и отводящего охладитель трактов составляет 60 , при использований же шестисопловых фурм этот угол составляет 30 . Указанные пределы выполнения угла наклона осевых линий переходных каналов нижнего яруса (10-45 ) связаны с тем, чТо донная часть фур мы выполняется конусной с углом наклона образующей к горизонтали 1045 с тем, чтрбы налипающие при про.дувке частицы металла и шпака, опла ляясь, стекали по поверхности, а не осаждались на ней. Поэтому переходные каналы, с одной стороны, выполняются параллельными или близкими к параллели наружной поверхности, чтобы обеспечить равномерный отвод тепла от донной части фурмы, минимальный угол конусной поверхности ; донной части фурмы составляет Ю поэтому нецелесообразно выполнять и угол наклона осевых линий нижнего яруса меньше 10. С другой стороны, чтобы обеспечить дополнительную подкрутку истекающих тангенциально из каналов верхнего яруса струй и уменьшить поте-ри давления на удар о стенку угол наклона переходных каналов нижнего яруса должен быть круче. С учетом возможного расположения двух ярусов переходных каналов, которое ограничивается высотой и конусностью поверхности донной части используемых в настоящее время головок фурм, этот угол целесообразно выполнять равным не более 45 . Угол наклона осевых линий каналов верхнего яруса к горизонтали целесообразно также выполнять равным 10-45.. Выполнять их с углом менее 10 не имеет смысла, так как для эффективного увеличения скорости движения охладителя путем дополнительного подкручивания потоков охладителя, истекающих из верхнего яруса, струями истекающими из каналов нижнего яруса, струи, как .минимум, должны двигаться параллельно. Если же этот угол выполнить менее 10 , эффективность закручивания уменьшается, так как струи несколько гасятся вследствие, увеличения потерь на удар двух потоков от переходных каналов верхнего и нижнего ярусов каналов. I Выполнять угол наклона осевых линий каналов верхнего яруса к горизонтали больше позволяют габариты (высота) головок, использующихся в настоящее время для проду-вки фурм, а при угле, больше 45, струи из нижнего яруса каналов, располоренных даже под углом 45 , не будут эффективно подкручивать потоэси, истекающие из верхнего яруса каналов, так как струи от обоих ярусов переходных кангшов будут расходиться. Наиболее эффективным является подкручивание, если угол встречи потоков от каналов верхнего и нижнего ярусов острый, так Как при этом потери на удар потоков минимальны.. Таким образо, указанное в предлагаемой. фурме расположение переходных каналов.позволяет при тех же параметрах (давлении и расходе) повысить скорость охладителя в отводящем тракте, улучшить охлаждение сварных швов, в результате чего пошышается эффективность отвода тепла

от наиболее теплонапряженной части ФУР14Ы и тем самым повышается стойкость фурмы.

11279096

Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения 231450 руб. в год.

ФУРМА, содержащая концентрически расположенные труби, образую щие тракты для подвода кислорода, подвода и отвода охладителя, головку с соплами и тангенциальными переходными каналами, соединяющими тракты для подвода и отвода охладителя, от лича ю щ а яс я тем, что, с целью повышения стойкости фурмы, переходные каналы, псданяцие охладитель в одном направлении, расположены в два яруса, причем осевые линии переходных каналов нижнего и верхнего ярусов направлены под углом 1045 к горизонтальной плоскости, при этом угол между их проекциями в горизонтальной плоскости составляет 30- 60°.

.