Фурменное устройство для продувки расплавов Советский патент 1990 года по МПК C21C5/48 

Изобретение относится к черной металлургии и может использоваться в производстве металлов и сплавов.

Цель изобретения - повышение эффективности продувки посредством регулирования направления и скорости перемещения расплава при постоянном расходе дутья.

На фиг. 1-А показаны конфигурации фурменного устройства (прямоугольной, Т-образной формы) и расположение устройства в рабочем объеме плавильного агрегата; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг.З.

Конструкция фурменного устройства с расположенными вблизи ограждений

соплами первичной ступени позволяет интенсифицировать перемещение расплава в заданном (горизонтальном) направлении путем использования эффекта пристеночной дальнобойности. Если струя направлена вдоль стенки и касается поверхности (угол встречи равен или близок нулю), то такая струя обладает большей дальнобойностью, чем свободная струя, и обладает большим количеством движения. Как показывают экспериментальные данные, дальнобойность воздушной пристеночной струи в 1,3 раза больше, чем у свободной струи. Кроме того, предлагаемая конструкция фурменного устройства представляет собой своеобразный струйсд

00 СЈ Јь Јь

00

ный аппарат. Топливно-кислородная смесь, истекая из сопел с высокой скоростью, образует струи, которым стенки ограждений не позволяют захватывать окружающий расплав. Поэтому струи вовлекают в движение только расплав, находящийся перед фурменным устройством. Этот процесс называется инжекцией.

Регулирование скорости перемещения расплава обеспечивается применением сопел вторичной ступени подачи дутья. Путем перераспределения части дутья между соплами первичной и вторичной ступеней при неизменном общем расходе дутья на фурменное устройство обеспечивается изменение скорости перемещения расплава без снижения теплоотдачи от топливно-кислородного факела к ед расплаву. Это достигается тем, что при подаче части дутья через сопла втричной ступени, струи истекают перпендикулярно движущемуся потоку расплава и тормозят его, одновременно 7 снижается и скорость истечения струй из сопел первичной ступени, что также приводит к снижению скорости движения расплава.

Для достижения максимальной теплоотдачи от продуктов сгорания топливно- кислородного факела часть цилиндрической поверхности фурменного устрой ства, на которой должно размещаться не менее 1/3 сопел первичной и вторич-. ной ступени подачи дутья, располагает ся горизонтально у поверхности плавильного агрегата, как поверхности наиболее удаленной от зеркала расплава. В этом случае теплообмен между высокотемпературными продуктами сгорания и движущимся расплавом наиболее полный за счет наибольшей длины пути отходящих газов в расплаве, Как показывают расчеты, подвод 501 топливно- кислородной смеси к поверхности подины, по сравнению с 33% топливно-кис- лородной смеси, подводимой туда же, обеспечивает более низкую (на 70°С) температуру отходящих газов, что ведет к более полному использованию тепла топливно-кислородной смеси,, а следовательно, и к росту КПД всего агрегата.

Устройство состоит из смонтированных в единое целое коаксиально рас- 55 положенных труб 1-6, образующих полости для подачи топлива и кислорода к соплам первичной и вторичной 7 и 8

ступеней подачи дутья, а также охладителя для охлаждения фурм. Рама фурменного устройства (фиг.6} содержит сопла первичной 9 и вторичной 10 ступеней подачи дутья.

Устройство работает следующим образом.

Фурменное устройство опускается в расплав таким образом, что его полость, образованная вертикальными и горизонтальными трубами, располага- ется перпендикулярно ограждениям рабочего пространства плавильного агрегата (фиг.1 и 2). При этом оси сопел первичной ступени подачи дутья совпадают с направлением движения расплава. Сопла вторичной ступени располагаются под углом о( , равным 45-90°, к соплам первичной ступени (фиг. 5 и 6).

Топливо к соплам первичной ступени подается по центральной трубе 1 (фиг.5), а кислород через полост.ь, образованную трубами 1 и 2. Смешиваясь в соплах первичной ступени ори образуют высокоскоростную топливно- кислородную смесь, которая, истекая из сопел, сгорает в расплаве. К соплам вторичной ступени топливо и кислород подводятся по полостям, образованным соответственно трубами 2, 3 и 3, 4, Охладитель постоянно циркулирую ет между полостями, образованными трубами 4, 5 и 5, 6.

Топливно-кислородная смесь, истекая из сопел первичной ступени, обладает большим количеством движения и вовлекает в движение расплав, находящийся перед фурменным устройством. В этом режиме работы к вторичным соплам необходимо подводить топливо и кислород в количестве 5-15% от общего на фурменное устройство. В этом случае исключается опасность проникновения расплава внутрь сопел.

При необходимости снижения скорое ти перемещения расплава расход топлива и кислорода, подводимого к фурменному устройству, перераспределяется между соплами первичной и вторичной ступеней так, чтобы добиться необходимой скорости перемещения расплава. Топливно-кислородная смесь истекает из сопел вторичной ступени под некоторым углом к потоку расплава (45 - 90 ) и начинает тормозить его. Таки-м образом, без изменения расхода топли | ва и кислорода на фурменное устройство обеспечивается необходимая скорость движения расплава без снижения количества тепла, которое необходимо для нагрева расплава до необходимой температуры.

При истечении топливно-кислородной смеси из части фурменного устройства, которая расположена у пода, продукты

са цилиндрических поверхностей устройства к ограждениям плавильного агрегата, оставляя свободной для движения расплава центральную часть ра.- бочего пространства агрегата. Конструкция фурменного устройства обеспечивает гибкое регулирование скорости перемещения расплава без измене

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в производстве чугуна и стали. Целью изобретения является повышение эффективности продувки. Фурменное устройство выполнено в форме прямоугольной или Т-образной рамы, образованной цилиндрическими поверхностями и состоящей из коаксиально расположенных труб, и снабжено соплами первичной и вторичной ступеней подачи дутья, которые расположены в два ряда. Оси сопел первичной ступени перпендикулярны к плоскости, в которой рассположена рама фурменного устройства, а оси сопел вторичной ступени расположены под углом 45-90° к осям сопел первичной ступени и составляют с плоскостью рамы угол 0-45°, причем не менее 1/3 от общего количества сопел расположены на нижней горизонтальной поверхности фурменного уа. Конструкция фурменного устройства обеспечивает гибкое регулирование скорости и направление перемещения расплава в металлургическом агрегате. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

сгорания, образовавшиеся при сгорании .„ ния количества тепла, подводимого к этой смеси, поднимаясь вверх, прохо-

расплаву.

дят всю толщу расплава, обеспечивая при этом максимальную теплоотдачу к расплаву.

Использование предлагаемого устройства в качестве движителя металлургических расплавов обеспечивает эозможность осуществления ряда новых процессов в металлургии, где перемещение расплавов является основой технологии, например в агрегате для вне- печной обработки передельноцо чугуна, где осуществляется одновременно глубокая десульфация чугуна и его существенный перегрев при высоких технико-экономических показателях. Принципиальная сущность агрегата состоит в том, что один и тот же шлак исполь- jзуют для обработки чугуна многократно

подвергая регенерации после отделения зо видной и вторичной ступеней, причем

от чугуна путем продувки струями погружного топливно-кислородного факела. Все технологические операции этого процесса обработки чугуна и регенерации шлака проводятся в режиме непрерывно рециркуляционного потока.

Кроме того, применение предлагае- ,мого фурменного устройства позволяет значительно снизить сопротивление движущемуся расплаву за счет переноФиг.

ния количества тепла, подводимого к

расплаву.

Формула изобретения

. Фурменное устройство для про- дувки расплавов, содержащее коакси- ально установленные трубы, образующие тракты подачи технологических материалов, подвода и отвода охладителя с соплами, расположенными на их боковой поверхности, о т л и ч а- ю in e e с я тем, чго, с целью повышения эффективности продувки посредством регулирования направления и скорости перемещения расплава при постоянном расходе дутья, оно выполнено в виде прямоугольной или Т-образной рамы, образованной коаксиаль- но установленными трубами, на которой в два ряда размещены сопла пероси сопл первичной ступени перпендикулярны плоскости рамы, а оси сопл вторичной ступени расположены под углом 5-90° к осям сопл первичной ступени и направлены внутрь рамы.

s/ss/

Фиг. 2

Ф

Фиг.3

Фид Ј

и

А

Фиг. 6

Редактор Н.Яцола

Составитель В.Красина Техред Л.Олийнькс

Заказ 2231

Тираж 502

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. V5

л-л

Фиг. 5

8

Корректор А.Осауленко

Подписное