Фурма для продувки металла Советский патент 1991 года по МПК C21C5/48 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для продувки жидкой металлической ванны.

Целью изобретения является повышение эффективности продувки за счет увеличения кинетической энергии струй, а также упрощение сборки и повышение стойкости фурмы.

На чертеже показана предлагаемая фурма, продольный разрез.

Концентрично расположенные трубы 1- 4 образуют два независимых тракта 5 и 6 подвода кислорода и тракты 7 и 8 подвода и отвода охлаждающей воды. Трубы 1, 2 и 4 соединяются с медной головкой 9 следующим образом: труба 1 - свободной посадкой с сальниковым уплотнением 10, труба 2 - на резьбе, труба 4 - сваркой. В головке выполнено несколько пар цилиндрических сопл 11

и 12 под углами к вертикали 0 и 40° соответственно, соединяющихся с одной стороны с трактами 5 и 6, а с другой - со стабилизирующими камерами 13, имеющими форму диффузора с центральным углом у 10-22°. Отношение диаметра сопла dc к диаметру выходного сечения диффузора dg составляет 0,4-0,8. Полость 14 в теле головки соединена сквозными сверлениями 15 и 16 с трактами 7 и 8 подачи и отвода охлаждающей воды.

Фурма работает следующим образом.

После завалки лома и слива чугуна фурму вводят в конвертор.

Кислород подают по двум независимым трактам так, что суммарный его расход соответствует заданному технологической инструкцией, Соотношение расходов кислорода по трактам 5 и 6 определяет угол наклона и

О

ел о

V4 Ј

вертикали струй, истекающих из стабилизирующих камер 13, впределах5-35-°сучетом перетекания кислорода между трактами 5 и 6 через уплотнение 10.

Параметры приведены в табл.1.

Стабилизирующая камера 13 обеспечивает слияние струй, поступающих через сопла 11 и 12 с минимальными потерями энергии, направление результирующих струй определяется соотношением расходов кислорода по трактам 5 и 6. При величине центрального угла заметно падает энергия результирующей струи вследствие ее недорасширения, а при величине у 22° увеличивается подсос атмосферного воздуха и продуктов продувки в диффузор, что также снижает энергию результирующего потока.

При отношении диаметров цилиндрических сопел и выходного сечения стабилизирующей камеры dc/dfl менее 0,4 увеличиваются смятие и неравномерность результирующей струи. При величине .S кинетическая энергия результирующей струи уменьшается из-за подсосов атмосферного воздуха.

Результаты модельных испытаний головок фурм, выполненных согласно прототипу и предлагаемых при оптимальных (2) и граничных значениях предлагаемых параметров (3, 4, 7, 8), а также за их пределами (5, 6, 9, 10) приведены в табл.2.

Фурма позволяет проводить продувку ванны кислородом в оптимальном режиме в течение всей кампании конвертера по футеровке и в различные периоды плавки.

По ходу кампании конвертера по мере износа футеровки увеличивается диаметр жидкой ванны, поэтому для лучшего перемешивания металла и более быстрой наводки шлака необходимо увеличивать угол наклона кислородных струй к вертикали.

В начале кампании в период шлакообразования угол наклона результирующих струй устанавливают равным 20-23°, подавая по тракту 6 50-60% общего расхода кислорода. По мере износа футеровки этот угол увеличивают до 23-26°, а в конце кампании доводят до 26-28°. Расход кислорода по тракту 6 увеличивают соответственно до 60-70 и 70-75% от общего расхода.

В основной период продувки, когда требуется более интенсивное перемешивание жидкой ванны, снижают угол наклона струй к вертикали 18-20, 19-21 и 20-22° соответственно для начала, середины и конца кампании конвертера. С этой целью по тракту 6 подают кислород в количествах соответственно 40-50, 47-53 м 50-55% от общего его расхода.

При выплавке низкоуглеродных марок стали (0,03-0,05% С и ниже) глубокое обезуглероживание достигается за счет увеличения кинетической энергии кислородных струй, направляемых под углом 5-10° к вертикали. (По тракту 6 подают до 15% от общего расхода кислорода).

Применение предлагаемого устройства

дает дополнительные возможности интенсификации процессов в жидкой ванне за счет периодического изменения угла наклона кислородных струй.

Например, при периодическом изменении угла наклона сопл с амплитудой 8-12° в течение каждых 1,5-3 мин продолжительность продувки снижается на 5-10%, а содержание окисов железа в шлаке

уменьшается на 1-2 абс.%.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет проводить продувку ванны кислородом при оптимальном угле наклона струй в зависимости от износа футеровки

конвертера и периода продувки. При этом ускоряется наводка шлака, улучшается тепловой баланс плавки, увеличивается скорость обезуглероживания, снижается износ футеровки конвертера, а в результате удельные расходы чугуна и извести сокращаются соответственно на 4-6 и 10-15 кг/т, продолжительность продувки снижается на 1-2 мин.

35

Формула изобретения

1. Фурма для продувки металла, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты подвода и отвода охлаждающей воды, два независимых друг

от друга тракта подвода окислителя, головку со стабилизирующими камерами, каждая из которых соединена парой сопл с трактами подачи окислителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности

продувки, стабилизирующая камера для каждой пары сопл выполнена в форме диффузора с центральным углом 10...22° при соотношении диаметров цилиндрических сопл и выходного сечения диффузора

dc/dfl OA..0.8.

2.Фурма по п.1, отличающаяся тем, что, с целью упрощения сборки и повышения стойкости фурмы, трубы, образующие тракты подвода окислителя, имеют

единое разъемное соединение с головкой, причем наружная труба подсоединена на резьбе, а внутренняя имеет свободную посадку с сальниковым уплотнением.

Таблица 1

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для продувки расплава в конвертере. Целью изобретения является повышение эффективности продувки жидкой ванны кислородом за счет повышения кинетической энергии струй. Для этого фурма с двумя независимыми трактами 5 и 6 подвода окислителя имеет стабилизирующую камеру 13 для каждой пары сопел 11 и 12, соединенных с этими трактами, выполненную в форме диффузора с центральным углом 10...22° при соотношении диаметров цилиндрических сопел и выходного сечения диффузора dc/dg 0,4. 0,8. Для упрощения сборки и повышения стойкости фурмы трубы образующие тракты подвода окислителя, имеют единое разъемное соединение с головкой, причем наружная труба 2 подсоединена на резьбе, а внутренняя 1 имеет свободную посадку с сальниковым уплотнением 10. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл. (Л

13

Таблица 2

&п

16

15