Горловина конвертера Советский патент 1986 года по МПК C22B15/06 

Изобретение относится к металлургии тяжелых металлов, а именно к плавильным агрегатам и, в частности к конструктивным элементам конвертеров.

Цель изобретения - упрощение конструкции и увеличе ние срока службы горловины. .

Горловина снабжена открытым коль цеобразным желобом,, который образован двойными стенами и основанием. Такое соединение стен основанием необходимо для того, чтобы внутри желоба (в его полости) разместить тело верхней части горловины с охлаждаемым в нем элементом. Такие конструктивные особенности горловины позволяют увеличить срок ее службы путем отвода тепла от горловины с помощью проходящего охладителя и путем конвективного обмена с окружающим воздухом.

Стены жело ба между собой и с основанием вьтолнены неразъемными.Такая конструкция горловины упрощена и содержит в 2-3 раза меньше деталей, чем известные,что сокращает время ее изготовления, монтажа и ремонта. Стены горловины можно изготовлять из проката путем раскроя по шаблонам, гибки и соединения, например, сваркой. Такая конструкция является литосварной и увиличивает срок службы горловины путем исключения выхода ее из строя в местах креплений, соединений, имеющих большие тепловые и механические нагрузки.

Тело верхней части горловины с размещенным в нем охлаждаемым элеметом можно отливать непосредственно на конвертере путем поворота его на требуемый угол с помощью главного привода, что значительно сокращает транспортно-монтажные расходы и простои при ременте.

Охлаждаемый элемент, размещенный внутри желоба по всему периметру горловийы, заливают материалом с высоким коэффициентом теплопроводности например медью (можно использовать графит и т.п.), для того, чтобы обепечить необходимый отвод тепла по всему периметру тела верхней части горловины и увеличить срок ее службы. Кроме того, медь, используемую для отливки тела верхней части гор2113202

ловины, можно использовать многократно.

Лобовая стена горловины и размещенная в ней верхняя часть от боко- 5 вых стен к оси симметрии горловины плавно в плане увиличены (ширина лобовой стены увеличина), а по высоте они уменьшены, т.е. плавно уменьшена высота лобовой стены и размещен 0 ной в ней верхней части от боковых стен к оси симметрии горловины.Увеличение ширины лобовой стены и уменьшение высоты лобовой стены необходимо для того, чтобы увеличить пло15 щадь ее поперечного сечения в несколько раз (2,5-3,5 раза), обеспечив тем самым более быстрое выравнивание температуры стен горловины по всему периметру за счет теплопроводнос20 ти и конвективного обмена (конвекции) . Благодаря увеличению ее ширины лобовая стена легче выдерживает механические нагрузки, например,при подведении ковша для. слива металла

25 и ударах его о лобовую стену. Уменьшение лобовой стены по высоте обеспечивает наименьшую площадь контакта с ней расплава при разливе, следовательно, меньший тепловой поток

30 потребуется отводить от горловины, и условия ее работы улучшаются.

На увеличение срока службы горловины влияет также то, что настыли удаляются легче. Это обусловлено тем,

35 что при продувке конвертера мелкие брызги и выплески с высокой температурой попадают на стены горловины, которые имеют температуру значительно ниже, при зтом они (брызги и вып-

40 лески) быстро охлаждаются. Происходит температурная усадка брызг, в результате чего они, слизываясь,закрепляются непрочно на стенах горловины. Поэтому удаление настылей осуществля45 ется менее трудоемко, а иногда настыли осыпаются под своей тяжестью непосредственно в конвертер.

Для лучшего понимания обозначают ширину задней и боковых стен с раз50 мещенной в них верхней частью - А, а их высоту - В, т.е. ширина А и вы-, сота В верхней части горловины одинаковая на задней и боковых стенах. Ширина А лобовой стены увеличивает-

J5 ся до ширины С, при этом высота В лобовой стены уменьшается до высоты Д. Размеры А, В, С, Д зависят от теплового режима конвертера, от вида сие10

fS

20

25

31211

тем охлаждения, размеров охлаждаемого элемента, конструкции напыльника конвертера и т.п. Чем выше эффективность охлаждения верхней части горловины конвертера, тем эти размеры меньше. Например, при конвертировании медно-никелевых штейнов и условном диаметре охлаждаемого элемента (змеевика) 30 мм при использовании в качестве охладителя паровоздуганой смеси ширина А равна 100-150 мм.При А меньше 100 мм уменьшается надежность в работе и увеличивается опасность прогара, чему также способст- вуют механические нагрузки, возникающие при удалении настылей. Чем меньше ширина А, тем меньше площадь сечения А«В, следовательно, меньший тепловой поток может отведен теплопроводностью от лобовой стены при сливе расплава к боковым и задней стенам, как относительно холодным. Эта особенность крайне важна при аварийном отключении подачи охладителя через змеевик или резких изменениях параметров охладителя. Чем больше ширина А, тем больше поверхность отдачи тепла к окружающему воздуху и больше площадь сечения А В, т.е. лучше происходит выравнивание температуры стен горловины. Высота В находится в пределах 350 - 600 мм. В практике цветной металлургии различают низкие и высокие горловины ( в зависимости от конструкции напьшьников ). Чем больше вы- сота В, тем больше поверхность теплообмена с окружающим воздухом,улучшается выравнивание температуры стен, тем надежнее работает горловина. Высота Д находится в пределе 100 - 250 мм. Если Д меньше 100 мм, ухудшаются условия охлаждения, увеличивается опасность прогара лобовой стены. Если Д .больше 250 мм, увеличивается площадь контакта расплава с лобовой стеной, через которую слиают расплав. Горловина больше нагревается, что понижает надежность ее в работе. Чем меньше высота Д, тем еньше нагревается горловина при ливе расплава и повьш1ается надежость ее в работе за счет того, что оток контактирует с меньшей плоадью лобовой стены (т.е.он контакирует с внутренней стенкой, с вы- 55 отой Д, по ней сливаются в ковш).

Ширина С должна быть такой, чтоы площадь сечения С«Д была больше

30

40

45

50

0

S

0

5

1

0

0

5

0

3204

н 2,3-3,5 раза площади сечения . Это необходимо для более выравнивания температуры по всему периметру верхней части горловины за счет теплопроводности.

На фиг.1 схематически изображена предлагаемая горловина, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг.1; на фиг.З- сечение Б-Б на фиг.2.

Горловина конвертера содержит боковые стены 1, лобовую стену 2,заднюю стену 3, закрепленные на основании 4. Верхняя часть 5 горловины содержит залитый в ее теле охлаждаемый элемент (змеевик) 6. боковые 1, лобовая 2 и задняя 3 стены выполнены двойными и соединены жестко между собой и с основанием 4, образуя кольцеобразный открытый желоб. В последнем размещено (в данном случае - залита медь) тело верхней части 5 горловины с охлаждаемым элементом 6, повторяя форму желоба. Лобовая стена 2,начиная от боковых стен 1, к оси симметрии горловины плавно в плане увеличена, а по высоте лобовая стена 2 уменьшена (фиг.1 и 2). Ширина задней стены 3 и боковых стен 1 горловины(ширина А)одинаковая, высота задней стены 3 и боковых стен 1 (высота В)также одинаковая. У лобовой стены 2 от боковых стен 1 к.оси симметрии горловины ширина А увеличивается до ширины С, а высота В задней стены 3 и боковых стен 1 уменьшена до высоты Д. Основание 4 горловины закреплено на корпусе 7 конвертера болтами и гайками 8 и 9.

Устройство работает следующим образом.

Когда конвертер находится в рабочем положении, происходит подача охладителя по охлаждаемому элементу 6. Охладитель, проходя по всему периметру горловины, т.е. по. всей длине охлаждаемого элемента 6, нагревается и отводит тепло от стен охлаждаемого элемента 6 и тела верхней части 5 горловины, охлаждая горловину. Когда конвертер наклоняют, сливая расплав в ковш, расплав контактирует с лобовой стеной 2 в самом низком ее месте (высота Д). При этом охладитель, проходящий по охлаждаемому элементу 6, отводит тепло, причем в основном от лобовой стены 2. В рабочем положении и при сливе расплава из конвертера постоянно происходит конвективный теплообмен с окружающим воздухом и выравнивание тем- тератур стен 1-3 теплопередачей.

Преимущества предлагаемой горловины конвертера - по сравнению с прототипом заключаются в том, что она конструктивно упрощена и содержит в три раза меньше деталей благодаря ее литосварной конструкции, что сокращает время ее изготовления и ремонта; трудоемкость удаления настывч А

лей намного снижена вследствие охлаждения горловины по всему периметру. Кроме того, конструкция горловины создает удобство при ее обслуживании, например при производстве мелких ремонтов, так как позволяет производить подзаливку отдельных участков непосредственно на конвертере, что сокращает время на ремонт в 1,7 раза.

срие 2.

6 -6

фаг.З