Фурма для продувки жидкого металла Советский патент 1988 года по МПК C21C5/48 

4

О Од

Ч

00

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкциям устройств для продувки металла сверху в конвертерах.

Целью изобретения является повышение степени дожигания СО, увеличение выхода годного и производительности металпургического агрегата.

При продувке металла кислородом Q водоохлаждаемой фурмой сверху оксид углерода образуется в зоне контакта струи кислброда с металлом. Поднимаясь вверх, СО частично сгорает. Область нахождения оксида углерода в 15 конвертере - это пространство вок- ; руг фурмы.,

Если в фурме выходные отверстия каждой пары сопел, расположенных на боковой поверхности, направлены на- 20 встречу друг другу, создаются оптимальные условия для дожигания СО. Поскольку расход кислорода и геометрические размеры сопел одинаковы, струи вытекающего из сопел кислорода 25 имеют одну скорость и, следовательно, обладают одной кинетической энергией. При соударении встречных струй кислорода одинаковые и противоположно направленные импульсы гасятся.Кис-ЗО лород равномерно рассеивается во всех направлениях в околофурменном пространстве . Скорости таких раздробленных кислородных потоков невелики и . резко уменьшаются по мере удаления от места соударения струй, благодаря чему создаются условия, исключающие удаление кислорода из области нахождения СО, за счет чего и обеспечивается более полное дожигание СО в Q околофурменном пространстве.

При использовании двухъярусных фурм для дожигания СО в сонвертере процент COi в отходящих газах колеблется в пределах 8-12%. При примене- дд НИИ предлагаемой фурмы содержание в отходящих конвертерных газах СО/2. уве- . личивается до 15-17%.

Предложенная фурма может быть выполнена как с одноярусным расположе- нием сопел на боковой поверхности фурмы, так и с двухъярусным. В первом случае сопла для дожигания СО находятся в горизонтальной плоскости, перпендикулярной оси фурмы. Кислород к соплам подается от трубы для подачи О и патрубками-вводами. Каждое сопло может иметь собственный ввод кислорода. В:этом случае

количество вводов (сопел) должно быть четным.

Может быть один ввод кислорода на два сопла. В этом случае количество вводов кислорода может быть любым.

Вводы кислорода расходятся от боковой поверхности фурмы веерообразно под углом 90 к оси фурмы.

В случае выполнения фурмы с многоярусным расположением сопел на боковой поверхности фурмы вводы распо ложены сдвоенными ярусами по высоте фурмы (один из сдвоенных ярусов сопел находится выше другого). Сопла в этом случае направлены вертикально навстречу друг другу и расположены вокруг фурмы на равных расстояния друг от друга. Выходные отверстия сопел нижнего яруса направлены вверх параллельно оси фурмы, а выходные отверстия сопел второго, верхнего, яруса направлены вниз. Оси каждой пары сопел расположены на прямой, параллельной оси фурмы.

На фиг.1 представлена фурма с одноярусным расположением сопел на боковой поверхности, продольный разрез на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 (с патрубком для подвода кислорода на каждое сопло); на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 (с одним пйтрубком на два сопла).

Фурма содержит систему концентрич но расположенных труб, образующих тракты 1-4 для подачи кислорода на продувку металла, для подачи кислорода на дожигание СО, для подвода и отвода охлаждающей воды соответственно.

Б конце тракта 1 установлено сопло 5 Лаваля. Через тракт 2 посредством патрубков 6 осуществляется по дача кислорода к соплам 7, располож женным на боковой поверхности фурмы. Выходные отверстия каждой пары сопел направлены навстречу друг другу.

Фурма работает следующим образом.

По внутреннему центральному тракту 1 кислород поступает к соплу 5 фурмы, расположенному в головке фурмы, и истекает через сопло 5, взаимодействуя с расплавленным металлом. Вместе со струей кислорода по внутреннему центральному тракту 1 могут подаваться измельченные материалы пневмотранспортными питателями, через которые проходит трасса кислорода. Вода для охлаждения фурмы поступает в тракт 3, омывает головку фурмы, вводы кислорода и отводится по тракту 4. Кислород для дожигания СО подается по тракту 2 через радиально расположенные патрубки-вводы 6 кислорода в сопла.7. Выходные отверстия каждой пары сопел направлены навстречу, друг другу.

Поскольку расход кислорода и геометрические размеры сопел одинаковы, струи вытекающего из сопел кислорода имеют одинаковую сокрость и, следовательно, обладают одинаков-ой кике- тической энергией. При соударении одинаковых встречных струй кислорода происходит полное гашение- их кинетических энергий. Кислород равномерно рассеивается в околофурменное про странство, полностью взаимодействуя с СО, который получается ниже головки фурмы в зоне контакта струи кислород а, вытекающего из сопла 5, с металлом, и поднимается, образуя в око лофурменном пространстве сплошной канал.

Поскольку поступающий в боковые сопла кислород более полно расходуется на взаимодействие в околофур- менном пространстве с выделяющимся СО,, более эффективно дожигается СО, исключается контакт футеровки конвертера с высокотемпературным высокоскоростным окислительным потоком газа, снижается окислен- ность шлака и вьщеляется дополнительное количество тепла.

По сравнению с прототипом предлагаемая фурма позволяет повысить ста пень дожигания оксида углерода в рабочем пространстве конвертера на 5% и улучшить тепловой баланс, повысить долю скрапа в металлошихте и ускорить процессы шлакообразования в результате более эффективного нагрева ванны, а также повысить стойкость футеровки конвертера.

5

О

о g

5

Выход жидкой стали при использовании предлагаемой фурмы увеличивается примерно на 0,1% за счет уменьшения угара железа в результате более раннего шлакообразования, уменьшения химического угара металла за счет увеличения доли скрапа в металлошихте и уменьшения потерь железа с конечным шлаком за счет снижения его окисленности.

Увеличение производительности достигается за счет уменьшения времени продувки примерно на 3% в результате ускорения окислительных реакций в шлакометаллической эмульсии при повышении средней температуры и за счет уменьшения общего колич-зства окисляющихся примесей в результате снижения доли чугуна в металлошихте.

Фурма по сравнению с прототипом более экономична в эксплуатации. Доля скрапа в металлошихте конвертера при использовании фурмы может быть увеличена на /--11%, а расход кислорода на дожигание СО снижен на - 1%. За счет замены части жидкого чугуна на скрап экономический эффект составит / О, 1 руб/т стали.

Формула изобретен и. я

Фурма для продувки жидкого металла, содержащая коаксиально установленные трубы, образующие тракты подачи окислителя, подвода и отвода охладителя, и сопла с выходными отверстиями, размещенными на боковой и торцовой поверхностях, о т л и - чающаяся тем, что, с целью повышения степени дожигания СО, увеличения выхода годного и производительности металлургического агрегата, выходные отверстия каждой пары сопел, расположенных на боковой по-, верхности, направлены навстречу друг другу.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конструкциям устройств для продувки металла сверху в конвертерах. Цель изобретения - повышение степени дожигания СО, увеличение выхода годного и производительности конвертера - достигается тем, что в фурме для продувки жидкого металла выходные отверстия каждой пары сопел,расположенных на ее боковой поверхности, направлены навстречу друг другу. При соударении встречных струй кислорода одинаковые и противоположно направленные импульсы гасятся, а кислород равномерно рассеивается в области нахождения оксида углерода, за счет чего обеспечивается более полное дожигание СО в полости конвертера. Доля скрапа в металлошихте конвертера при использовании данной фурмы может быть увеличена на 11%, при этом экономический эффект составит О,1 руб/т стали. S

фае.1

/}-/

Ф112.2.

фае.д