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

1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к устройствам для продувки сталеплавильной ванны окислительным газом.

Известна фурма для продувки сталеплавильной ванны окислительным газом, состоящая из водоохлаждаемого кожуха, подвижно расположенного в нем газохода и сопел, соединенных с кожухом через сферические шарниры, а с газоходом - через сферические шарнирные втулки.

Однако известная конструкция недостаточно надежна из-за наличия сложных уплотнительных элементов.

Цель изобретения - повышение надежности работы фурмы.

Поставленная цель достигается тем, что входные и выходные патрубки сопел снабжены эластичными элементами в виде сильфонов, соединяюш,их их с головкой фурмы, причем диаметр отверстий в средней трубе больше наружных диаметров сопел. Кроме того, эластичные, элементы выполнены многослойными, а отверстие в средней трубе выполнено по образуюш,им пересекаюш,ихся конусов, вершины которых лежат на одной прямой и противоположны одна относительно другой.

На чертеже представлена головка фурмы, продольный разрез.

Фурма для продувки металла состоит из концентрично расположенных труб 1, 2, 3, образуюш;их полости 4, 5, 6 для подачи окислительного газа, подвода и отвода охлаждающей воды.

Каждое сопло 7 соединяется с головкой 8 фурмы через сферическую разрезную вставку 9. Входные и выходные патрубки сопел снабжены эластичными элементами 10 и 11

в виде сильфонов, соединяющих их с головкой фурмы. Для уменьшения зазора между сопрягаемыми деталями без опасности заклинивания сопел вследствие теплового расширения сферическая разрезная вставка может

быть выполнена из антифрикционного материала.

Диаметр отверстий 12 во вставке 13 средней трубы больше наружных диаметров сопел.

Эластичные элементы могут быть выполнены многослойными, причем наружные слои целесообразно изготавливать из нержавеющей стали, а внутренние - из латуни в форме усеченного конуса. При этом внутренняя

и наружная образующие сектора гофров могут быть выполнены сходящимися к верщине его конуса.

Отверстия во вставке средней трубы выполнены по образующим пересекающихся конусов, вершины которых лежат на одной прямой и противоположны одна относительно другой. Фиксируются эластичные элементы в головке фурмы зажимпыми гайками 14 и 15. Перемещение и поворот средней трубы осуществляются любым известным механизмом (на чертеже не показан).

Работает фурма следующим образом. При продувке окислительный газ (кислород) подается в полость 4, а охлаждающая вода подводится в полость 5 и через зазоры между соплами 7 и отверстиями 12 в центре вставки 13 поступает в отводящую полость 6. Благодаря этому создаются хорошие условия для охлаждения центральной части головки фурмы и сильфонов, так как поступающая с большой скоростью (вследствие пережима полости подвода охлаждающей воды) холодная вода интенсивно омывает указанные элементы и вызывает искусственную турбулизацию потока, что существенно интенсифицирует теплоотдачу.

Угол наклона сопел 7 в плоскости, проходящей через вертикальную ось фурмы, регулируется плавно в необходимых пределах перемещением средней трубы 2 вдоль вертикальной оси фурмы.

Вертикальное перемещение трубы 2 вызывает поворот сопел 7 по сферическим поверхностям в сферических разрезных вставках 9. Эластичные элементы 10 и 11, смещаясь за соплами, стремятся вернуть их в первоначальное положение, чем достигается плотное прилегание наружной поверхности сопел к поверхностям отверстий 12. При этом оси сопел и фурмы пересекаются в указанной плоскости. Для придания струям окислительного газа тангенциальной составляющей скорости их истечения и плавного ее регулирования в необходимых пределах трубу 2 поворачивают вокруг вертикальной оси фурмы, благодаря чему сопла 7 наклонены относительно вышеуказанной плоскости. Поворот трубы 2 вызывает наклон оси сопел относительно плоскости и поворот их в сферических разрезных вставках 9. При этом оси сопел и фурмы не пересекаются.

Изменение угла наклона сопел в плоскости и относительно ее может осуществляться как независимо друг от друга, так и одновременно, исходя из конкретных условий плавки. Продувку начинают при больших углах наклона сопел (как в плоскости, проходящей через вертикальную ось фурмы, так и относительно ее), обеспечивающих относительно небольшую глубину проникновения струй окислительного газа в металл и максимально возможный крутящий момент. Это позволяет ускорить наведение высокоосновного реакционноспособного щлака.

С возрастанием скбрости обезуглероживания, когда перемешивание ванны происходит

в основном за счет образования пузырей СО, узлы наклона сопел (kaK в плоскости, так и относительно ее) плавно уменьшают до величин, обеспечивающих высокие скорости окисления углерода при гомогенном состоянии

щлака.

Конечный период продувки, когда снижаются скорость окисления углерода и интенсивность перемещивания, 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 плоскости, обеспечивая таким образом протекание плавки без выносов. Плавное регулирование угла наклона сопел позволяет учитывать износ футеровки конвертера путем установки большего угла наклона сопел в начальный период продувки.

Предмет изобретения

1. Фурма для продувки металла, содержащая концентрично расположенные трубы, соединенные с головкой, в которой шарнирно установлены сопла, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее надежности, входные и выходные патрубки сопел снабжены эластичными элементами в виде сильфонов, соединяющих их с головкой фурмы, причем диаметр отверстий в средней трубе больше наружных диаметров сопел.

2. Фурма по п. 1, отличающаяся тем, что эластичные элементы выполнены многослойными.

3. Фурма по п. 1, отличающаяся тем, что отверстие в средней трубе выполнено по

образующим пересекающихся конусов, вершины которых лежат на одной прямой и противоположны друг другу.