Кислородная фурма для производства стали в конвертерах Советский патент 1987 года по МПК C21C5/48 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройствам для продувки стали в кислородных конвертерах.

Цель изобретения - повышение тепловой эффективности кислородно-конвертерного процесса.

Площадь сечения сопел для дожигания СО составляет 0,2-0,25 площади сечений сопел для продувки расплава, а количество сопел для дожигания СО составляет п j (1 2), где п - количество сопел для дожигания монооксида углерода; п - количество сопел для продувки расплава.

Такие параметры конструкции фурмы обеспечивают узкую специализацию сопел по функциональному назначению, что позволяет обеспечить не только эффективное протекание реакции обезуглероживания, но также эффективное дожигание части выделяющегося из ванны СО и эффективную теплопередачу тепла из ванны.

Назначение плоских сопел для дожи- гания СО и функции вдуваемого через эти сопла кислорода - эффективное дожигание образующегося СО с обеспече- нием условий максимально возможной передачи тепла, выделяющегося от его сжигания к металлической ванне. .

Выбранное соотношение между сторонами сечения плоских сопел, равное 2,5-3,0, позволяет сформировать плоские струи с определенными аэродинамическими характеристиками, что в сочетании с установкой плоских сопел под углом 25-30° к оси фурмы и заданной ориентацией в пространстве каналов сопел обеспечивает в полости конвертера эффективное взаимодействие истекающих плоских струй кислорода с потоком выходящих из ванны газов, при котором высокая степень перемешивания кислорода и СО достигается в области с достаточно узкой толщиной. За счет высокой степени перемещивания плоских струй кислорода с потоком СО именно в этой области формируется зона интенсивного сгорания СО до С02.

Выбранное расстояние между соплами для продувки расплава и соплами для дожигания СО определяется тем, что

j -T

при его величине, меньшей, чем 32dVn, вдуваемый кислород расходуется на реакцию обезуглероживания, что связано с распределением содержания металлических капель и распределением углерода в них по высоте газометаллической эмульсии. При его величине, большей чем 38dVn, все более падает, но нарастающей зависимости, эффективность теплопередачи от факела сжигания СО к металлической ванне.

Таким образом, указанное расстояние между соплами позволяет расположить зону дожигания СО до СО- в определенной области по высоте конвертера над шлакометаллической ванной, эффективной с точки зрения передачи тепла от сжигания монооксида углерода металлической ванне.

Таким образом, указанное расстояние между соплами позволяет расположить зону дожигания СО до COj в определенной области по высоте конвертера над шлакометаллической ванной, эффективной с точки зрения передачи тепла от сжигания монооксида углерода ме- таллической ванне.

Пространственная ориентация сопел СО в сочетании с формируемыми аэродинамическими характеристиками плоских струй обеспечивает веерообразный характер взаимодействия- струй с восходящим скоростным потоком.СО, что является существенным с точки зрения эффективности перемешивания и сжигания СО до COj в рабочей полости конвертера за счет кислорода, подаваемого, через сопла для дожигания СО.

На фиг.1 показано устройство, разрез (разрез Б-Б на фиг.2), на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Кислородная фурма состоит из концентрически расположенных труб 1-5 для подвода кислорода, подвода и отвода воды, сопел 6 для продувки расплава, расположенных в торцовой головке 7 фурмы, сопел 8 для дожигания СО, выполненных в виде плоских диффузоров с соотношением сторон в сечении 2,5-3,0 и установленных в кольцевом коллекторе 9, удаленном от торца головки фурмы на расстояние (32-38)dVrr, где d и п - диаметр и количество со- цел для продувки расплава.

Устройство работает следующим образом.

Кислород по центральному цилиндрическому каналу, образованному трубой 1, поступает в сопла 6, где формируется в струи, идущие в металлическую ванну.

. 3,13

Кислород, идущий по кольцевому каналу, образованному трубами 2 и 3, поступает в плоские сопла 8 для дожигания СО, где формируется в плоские струи, истекающие в рабочую полость конвертера, встречаясь с потоком конвертерных газов. При этом подаваемый кислород участвует в процессах аэродинамического перемешивания и при ГОрении СО до COj.

Охлалодающая вода циркулирует в каналах между трубами 1 и 2, 2 и 5, 3 и 4. и переточных отверстиях 10 кольцевого коллектора 9,

Предлагаемая кислородная фурма .для производства стали в конвертерах позволяет расширить функции продувочного устройства для подачи кислорода при осуществлении кислородно-конвер- терного процесса и обеспечивает высокую интенсивность тепломассообменных процессов и эффективность использования кислорода на реакцию обезуглероживания при одновременном повьшении степени дожигания СО до СО в рабочей полости конвертера. Применение предлагаемой фурмы позволяет увеличить степень дожигания СО до СО в рабочей полости конвертера до 30-35% (вместо 10-12%, достигаемых в известных кон714

струкциях кислородных фурм) и за счет этого без увеличения угара железа повысить тепловую эффективность кислородно-конвертерного процесса, что в свою очередь обеспечивает снижение удельного расхода жидкого чугуна в металлошихте на 30-50 кг/т.

Формула изобретения

Кислородная фурма для производства стали в конвертерах, содержащая кон- центрично расположенные трубы для подвода и отвода охлаждающей воды, подвода кислорода, торцовую головку с соплами для продувки ванны и дожигания СО, отличающаяся тем, что, с целью повьшгения тепловой эффективности кислородно-конвертерного процесса, сопла для подачи кислорода на дожигание СО выполнены в ввде плоских диффузоров, расположенных под углом 25-30° к оси фурмы и удаленных на расстояние (32-38)dVn от ее торца, с соотношением сторон на срезе, равны 2,5-3,0, при отношении толщины щели диффузора к критическому диаметру дутьевых сопел, равном 0,3-0,5, где d и п - критический диаметр и количество дутьевых сопел.

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к устройствам для продувки стали в кислородных конвертерах. Цель изобретения- повышение тепловой эффективности кислородно-конвертерного процесса достигается тем, что сопла, предназначенные для зажигания отходящих газов, выполнены в виде плоских диффузоров, расположенных под углом 25-30 к оси формы и удаленных на расстояние (32- 38)dVn от ее торца с соотношением сторон на срезе, равном 2,5-3,0, при отношении толщины щели диффузора к критическому диаметру дутьевых сопел, равном 0,3-0,5, где d и п - крити- . ческий диаметр дутьевого сопла и количество дутьевых сопел. Пространственная ориентации сопел для дожигания СО в сочетании с аэродинамическими характеристиками плоских струй обеспечивает веерообразный характер взаимодействия струй с восходящим потоком СО, что повьшает эффективность перемешивания и дожигания СО до COj. 1 ил. (Л со 00

Редактор Н.Киштулннец

Составитель А.Каханов Техред Л.Сердюкова

3541/27

Тираж 549 ВНШ1ГШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ПроизБсдственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фие.2

Корректор С.Черни

Подписное