Фурма для продуктов металла Советский патент 1975 года по МПК C21C5/48 

Изобретение относится к черной металлургии. Известна фурма для продувки металла, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подвода и отвода охладителя, центральный газовый тракт, сопла, соединенные с газовым трактом и контактирующие с наружной трубой посредством сферических шарнирных выступов, расположенных на наружной поверхности сопел, в которой сопла соединены с трубой для газа также через сферические шарнирные выступы. Для изменения угла наклона сопел труба для газа выполнена подвижной по вертикали и вокруг продольной оси фурмы. Однако ненадежная работа сферических шарнирных соединений как уплотнительных узлов приводит к просачиванию охлаждающей воды в газовый тракт или окислительного газа из газохода в охлаждающий тракт при разности давлений воды и газа. Это объясняется возникновением зазоров вследствие износа рабочих поверхностей сферических шарнирных выступов и сопрягаемых с ними деталей при перемещениях последних для установки необходимого угла наклона сопел. Наличие поверхностных дефектов (царапин, трещин, вмятин, задиров) на рабочих поверхностях указанных деталей также способствует возникновению зазоров между ними. Кроме того, для установки необходимого угла наклона сопел требуется большая величина хода и поворота газохода, поскольку центры поворота сопел расположены вблизи выходных отверстий сопел, а центры сферических шарнирных выступов - вблизи входных отверстий сопел. Это величивает износ сопрягаемых деталей и зазор между ними. Целью изобретения является обеспечение герметизации шарнирных соединений и упрощение установки заданного угла наклона дутья. Для этого сопла фурмы соединены с газовым трактом эластичными элементами, выполненными в виде гофрированной кольцевой мембраны, и через сферические вкладыши - с промежуточной трубой, выполпенпой с возможностью перемещения относительно вертикали и вокруг продольпой оси фурмы. Между наружной трубой и сферическим шарнирным выступом сопла выполпепо уплотнение в виде трапецеидальной кольцевой оболочки из мягкого сплава со щелью на рабочей поверхности и мягкой сердцевиной из асбестовых волокон с графитом. На чертеже изображена предлагаемая фурма для продувки металла. Она состоит из концентричпо располол енных труб 1, 2 и 3, образующих каналы 4, 5 и 6, предназначенные соответственно для подвода окислительного газа, подвода и отвода охлаждающей воды. Сопла 7 шариирно соединены по сферическим поверхностям с головкой 8. Сферические шарнирные вкладыши 9 закреплены на вставке 10 промежуточной трубы 2, которая выполнена подвижной вдоль и вокруг продольной оси фурмы. Перемеш,ение и поворот средней трубы осуш,ествляется любым известным механизмом (пе показано}. Сопла 7 соединены с внутренней трубой 1 через эластичные элементы 11 в виде гофрированной мембраны из резины, стойкой к воздействию окислительного газа. Для повышения прочности мембрана может быть армирована слоем ткани, а ее поверхность, контактируюп1,ая с окислительным газом, покрыта тонким слоем материала, стойкого к воздействию газа и не снижаюш,его эластичности мембраны, например полиэтиленом. Мембрана также может быть выполнена полностью из полиэтилена.

Для предотвраш,ения выпучивания .гофра мембраны в сторону газового канала 4 при повышении давления воды в канале 5 входная часть каждого сопла снабжена жестким стаканом 12, входяш,им в полость мембраны.

Утечка воды между соплом и головкой фурмы предотвраш,ается уплотнением 13, выполненным в виде трапецеидальной кольцевой оболочки из мягкого сплава со ш,елью на рабочей поверхпости и мягкой сердцевиной из асбестовых волокон с графитом. Такое уплотнение способно выдерживать большие тепловые нагрузки при больших давлениях охлаждаюш,ей воды.

Фиксация сферических шарнирных вкладышей 9, эластичных элементов 11 и уплотнений 13 осуш,ествляется зажимными гайками 14, 15 и 16.

Вставка 10 имеет в центре отверстия 17 для подвода охлаждающей воды к центру головки 8.

Фурма работает следующим образом. При продувке окислительный газ, например кислород, подается но каналу 4, а охлаждающая вода подводится по каналу 5 и отводится но каналу 6. Угол наклона сопел 7 в плоскости, проходящей через вертикальную ось фурмы, регулируется плавно в необходимых пределах неремещепием трубы 2 вдоль вертикальной оси фурмы. Вертикальное перемещение трубы 2 вызывает смещение сопел 7 в сферических шарнирных вкладышах 9 и новорот их по сферическим поверхностям в головке 8 фурмы. При этом центры вкладышей 9 и шарнирных выступов сопел 7 всегда находятся в этой плоскости, а оси сопел и фурмы пересекаются. Угол наклона сонел 7 относительно вышеуказанной нлоскости с целью придания струям окислительного газа тангенциальной составляющей скорости их истечения и плавного регулирования в необходимых пределах получают поворотом трубы 2 вокруг вертикальной оси фурмы. Поворот трубы 2 вызывает выход центров вкладышей 9 из плоскости, смещение

сопел 7 во вкладышах 9 и новорот их в головке 8 фурмы. При этом центры шарниров сопел 7 всегда остаются в нлоскости, а оси сопел и фурмы не нересекаются. Изменение углов наклона сонел 7 в плоскости и относительно нее может осуществляться как независимо друг от друга, так и одновременно, исходя из конкретных условий нлавки.

Продувку начинают нри больших углах наклона сопел (как в плоскости, проходящей через вертикальную ось фурмы, так и относительно нее), обеспечивающих относительно небольшую глубину проникновения струй окислительного газа в металл и максимально возможный крутящий момент. Это позволяет ускорить наведение высокоосновного реакционпоспособного шлака.

С возрастанием скорости обезуглероживания, когда перемещивание ванны происходит в основном за счет образования пузырей СО, углы наклона сопел (как в плоскости, так и относительно нее) плавно уменьщают до величины, обеспечивающей высокие скорости окисления углерода при гомогенном состоянии шлака. В конечный нериод продувки, когда снижается скорость окисления углерода и интенсивность перемешивания, для уменьшения окисленности ванны и повышения степени полноты удаления вредных примесей увеличивают степень перемешивания ванны и глубину проникновения струй кислорода в металл путем уменьшения угла наклона сопел в плоскости, проходящей через вертикальную ось фурмы, и увеличения угла наклона сопел относительно этой нлоскости, обеспечивая тем самым протекание плавки без выбросов.

Угол наклона сопел 7 можно изменять автоматически по заданной программе.

Предмет изобретения

1.Фурма для нродувки металла, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подвода и отвода охладителя, центральный газовый тракт, сопла, соединенные с газовым трактом и контактирующие с наружной трубой посредством сферических шарнирных выступов, расположенных на наружной поверхности сопел, отличающаяся тем, что, с целью герметизации шарнирных соединений и упрощения установки заданного угла наклона сопел, сопла соединены с газовым трактом эластичными элементами, выполненными в виде гофрированной кольцевой мембраны, и через сферические вкладыши - с промежуточной трубой, имеющей возможность перемещения относительно вертикали и вокруг продольной оси фурмы.

2.Фурма по п. 1, отличающаяся тем, что между наружной трубой и сферическим шарнирным выступом сопла выполнено уплотнение в виде трапецеидальной кольцевой оболочки из мягкого сплава со щелью на рабочей поверхности и мягкой сердцевиной из асбестовых волокон с графитом.

13