Фурма для продувки металла Советский патент 1987 года по МПК C21C5/48 

11

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для продувки металла в сталеплавильных агрегатах 5 и может испол1)3овано в конвертерных цехах металлургических заводов.

Цель изобретения - повьшение стойкости сопловой головки, снижение ее металлоемкости и трудоемкости изготовления.

На фиг. 1 представлена фурма, продольный разрез и разрез на фиг. 2 - то же, вид снизу.

Фурма состоит из головки 1с соплами 2 и концентрично расположенных труб 3-5. Наружная поверхность сопл 2 имеег форму эллиптического цилиндра с отношением длины большой оси эллипса, образующегося в сечении к малой в пределах 1,1-1,8, а угол между проекциями большой оси эллипса и оси сопла составляет 5-25 .

Для определения оптимальных геометрических параметров фурмы на 300-тонной мартеновской печи проведено промьгатенное опробывание фурм предлагаемой конструкции. Результаты опробывания представлены в табл. 1.

При уменьшении отношения длин большой и малой осей эллипса менее 1,10 существенно ухудшаются условия обтекания поверхности сопл потоком охладителя, что приводит к возникно- вению отрывных течений, повышению местного сопротивления и увеличению потерь давления, в результате чего снижается эксплуатационная стойкость При увеличении отношения длины боль- шбй оси эллипса к малой до значений, превышающих 1,8, снижается величина зазора между соплом и внутренней стенкой головки,: что приводит к ухудшению охлаждения и прогару сопла в месте сочленения с головкой,.

При уменьшении угла между проекциями большой оси эллипса и продольной оси сопла на горизонтельную

, о плоскость менее 4 не происходит за-

кручивание потока охладителя, что не позволяет существенно увеличить стойкость фурмы. При увеличении угла более 25 повышается гидравлическое сопротивление фурмы, что также при- водит к уменьшению ее стойкости.

Фурма работает следующим образом. По кольцевому зазору между трубам 3 и 4 подается кислород2 котор,ый че77

рез сопла 2 вводится в металл. По центральной трубе 3 подается, охладитель, который омывает внутреннюю поверхность головки и наружную поверхность сопл.

Благодаря тому, что сопла выполнены в виде эллиптического цилиндра, реализуется безотрывный режим движения охладителя как перед, так и за соплом, что обеспечивает эффективное охлаждение наиболее термонапряженног участка места сочленения сопла и внутренней поверхности головки.

Эллиптическая форма поперечного сечения сопла, кроме этого, обеспечивает снижение гидравлического сопротивления головки за счет улучшени условий обтекания охт адителем препятствия, которое представляют собой сопла. При этом снижаются потери напора на преодоление местных сопротивлений в головке, что улучшает охлаждение фурмы.

Проекция большой оси эллипса, образованного в поперечном сечении сопла, проходит под углом 5-25 к проекции продольной оси сопла-на горизонтальную плоскость, что придает охладителю в головке вращательное движение относительно продольной оси фурмы, дополнительно улучшающее условия охлаждения и повышающее эксплуатационную стойкость фурмы. Схема ориентции сопл в головке представлен на фиг. 2.

Для снижения трудоемкости и металлоемкости изготовления фурмы сопловая головка выполняется методом литья.

Для проведения сравнительных испытаний на металлургическом комбинате бьша изготовлена фурма , соот- ветствуюш;ая известной фурме, имеющей сварную конструкцию,, Сравнения проводили с предлагаемой формой, выполненной методом ли : ья., имеющей следующие параметры: отношение длины большой оси. к малой 1,60, угол медоду проекциями большой оси эллипса и оси сопла на горизонт;1льную плоскость 10 „ Продувку ванны 300-тонной мартеновской печи через фурмы обоих типов проводили кислородом с расходом 1800 , давление охлаждающей воды 10 ати. ФурМ ; устанавливали ка границе раздела ишак-метгшл. Результаты сравнения ггредставлены п табл. 2,

313501

Отсутствие сварных швов в предлагаемой фурме при высокоэффективном охлаждении повьшает ее стойкость до 40% по сравнению с известной. При изготовлении фурмы металлоемкость снижается в 3 раза, а трудоемкость в 7-8 раз по сравнению с аналогичными показателями известной фурмы.

В табл. 3 приведены величины удельного расхода меди на производство 1 т стали в 300-тонной мартеновской печи при различных конструктивных параметрах медных головок.

Удельный расход меди при использовании известной фурмы вьше указанных в 2-2,5 раза.

Угол между проекциями большой оси эллипса и оси сопла на горизонтальную плоскость, градо

Показатели при отношении длины большой оси эллипса к малой

1,09

1,10 I 1,40 Г 1,60 I 1,80 1 1,

81

Известная Предлагаемая

0

5

774

Формула изобретения

Фурма для продувки металла, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подвода и отвода воды и подачи кислорода, и головку с соплами, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости сопловой головки, снижения ее металлоемкости и трудоемкости изготовления, наружная поверхность сопл выполнена в виде эллиптического цилиндра с отношением длины больгаой.оср к малой, равным 1,10-1,80, при этом угол между проекциями большой оси.эллипса и осью сопла на горизонтальную плоскость составляет 5-25 .

Таблица 1

1,10 I 1,40 Г 1,60 I 1,80 1 1,

81

Таблица 2

20,4 6,8

16,8 2,3

4

5

10

25

26

Таблица 3

2,833,242,833,02

2,261,892,263,02

1,891,621,743,02

2,272,062,163,02

.2,832,833,023,02

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к устройствам для продувки металла в сталеплавильных агрегатах, и может быть использовано в конвертерных цехах металлургических заводов. Цель изобретения - повышение стойкости сопловой головки, снижение ее металлоемкости и трудоемкости изготовления, позволяющее сократить затраты на подготовку металлургического производства. Фурма содержит головку 1 с соплами 2 и концентрично расположенные трубы 3, 4, 5, образующие тракты для подвода и отвода воды, подачи кислорода. Наружная поверхность сопл 2 имеет форму эллиптического цилиндра с отношением длин большей оси эллипса к малой в пределах 1,1-1,8, а угол между проекциями большой оси эллипса и оси сопла на горизонтальную плоскость составляет 5-25 . Повьше- ние стойкости сопловой головки достигается за счет обеспечения эффективного охлаждения наиболее термонапряженных участков сопл, снижение металлоемкости и трудоемкости изготовления фурмы обеспечивается при изготовлении ее сопловой головки методом литья. 2 ил, 3 табл. о & (Л со сд

5-25

Редактор В. Петраш

Составитель С. Сорокин Техред М.Ходанич Корректор М. Пожо

Заказ 5229/24Тираж 550Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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