Фурма для продувки жидкого металла Советский патент 1977 года по МПК C21C5/48 

1

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к оборудованию для рафинирования металла путем продувки.

Известны фурмы для продувки жидкого металла, содержащие водоохлаждаемую рубашку, газовый тракт, в котором установлены сопла, ц вихревую камеру.

Поток окислителя, проходящий через сопла, установленные в газовом тракте,

закручивается и выходит из фурмы в виде вращающейся кольцевой стр5, которая взаимодействует с расплавом, при этом достигается уменьшение выносов металла 1.

Однако вращающаяся кольцевая струя окислителя не обладает достаточной энергией для обеспечения требуемого результата по массопереносу и снижению теплового напряжения реакционной зоны.

Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является фурма, содержащая вопоохлаждаемую рубашку и газовый тракт, в котором на опоре свободно

установлен вкладыш с продувочными соплами. Вкладыш соединен с крыльчаткой, лопасти которой обеспечивают при продувке ее вращение. Опора вкладыша установлена в гидростатическом подшипнике, выполненном в виде кольцевого паза, соединенного с полостью подачи дутья. Сопла во вкладыше расположены по спиралеобразной кривой. Такая конструкция фурмы обеспечивает перемещение струй окислителя во время продувки по поверхности расплава, что значительно интенсифицирует процесс рафинирования металла 2.

Однако наличие таких трудоемких в изготовлении частей, ак крыльчатка и гидростатический подшипник, делает конструкцию фурмы сложной и требует увеличения времени на восстановительные ремонты. Кроме того, конструкция фурмы не обеспечивает комбинированной продувки ванны в различные технологические периоды плавки.

Целью изобретения является повышение эффективности продувки и упрощение конструкции фурмы.

Указанная цель достигается тем, что в газовом тракте предлагаемой фурмы по оси установлена труба, разделяющая газовый тракт на центральный и периферийный каналы. В пазах трубы установлена кольцевая опора. Вкладыш охватывает кольцевую опору и запирает периферийный канал а его продувочные сопла расположены тангенциально.

Кольцевая опора фурмы может быть выполнена в виде конвергентноцивергентного (сходяще-расходяшегося) сопла.

Для обеспечения закручивания центрального потока по меньшей мере одно продувочное сопло вкладыша направлено по касательной к центральному потоку. С целью исключения биения вкладыша при врашении продувочные сопла расположены симметрично относительно оси фурмы.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой фурмы; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1 ( в увеличенном масштабе); на фиг. 3 - вид по стрелке Б фиг. 1.

Предлагаемая фурма содержит водоохлаждаемую рубашку, образованную концентрически расположенными трубами 1, 2 и 3, и газовый тракт, разделенный трубой 4 установленной по оси фурмы, на центральный 5 к периферийный 6 каналы. К трубе

4прикреплена кольцевая опора 7, в виде конвергентно-дивергентного сопла. Вкладыш 8 охватывает кольцевую опору 7, на которой он свободно установлен. Продувочные сопла 9 вкладыша 8 расположены тангенциально (фиг. 3). Из них сопла 10 направлены по касательной к центральному потоку. Все продувочные сопла 9 и 10 вкладыша 8 расположены симметрично от; осительно оси фурмы. Кольцевая опора 7 крепится к трубе 4 с помощью выступов 11 кольцевой опоры и вертикальных 12 и горизонтальных 13 пазов трубы.

Для обеспечения при необходимости быстрой замены вкладыша 8 или кольцевой опоры 7 в последней выполнены пазы 14 под ключ. Кольцевая опора 7 изготавливается из жаропрочного метариала, мало подверженного абразивному износу, например, нержавеющей стали.

Фурма работает следующим образом.

Газ раздельно подается в центральный

5и периферийный 6 каналы и образует центральный и периферийный потоки. Периферийный поток, проходя через тангенциально расположенные сопла 9 и 1О вкладыша 8 (направление струй показано стрелками на фиг. 1 и 3, сообщает вклацышу вращение. При этом газовые струи, истекающие из продувочных сопл 9, перемещаются во время продувки по поверхности расплава, а струн, истекакнцие из сопл 10 закручивают центральный поток. Вращающийся центральный поток и струи, перемещающиеся по поверхности

5 расплава, придают металлу вращательное движение, при этом увеличивается реакционная зона, снижается ее тепловое напряжение и улучшается массоперенос в ней. Попадакицие во вращающийся газовый по10 ток брызги металла отбрасываются центробежными силами на стенки металлургического агрегата, например конвертора, что предотвращает заметалливание фурмы. Во время продувки расплава в зависимости от

5 технологической потребности регулируют соотношение и состав дутья, подаваемого по центральному 5 и периферийному 6 каналам.

0Конструкция предложенной фурмы простая, легко разборная, что позволяет произ водить ее ремонт в минимально короткие сроки. Вместе с тем она обеспечивает заданное рассредоточение кислородного дутья

5 по поверхности ванны при интенсивной продувке, а также продувку жидкого металла струями различной жесткости (достигается комбинированная продувка ванны), что особенно благоприятно при переделе спе0 циальных чугунов - высокофосфористых и ванна диевых. Кроме того, возможно регулирование в широких пределах не только соотношения дутья, подаваемого по ценрральному и периферийному каналам, но и

5 состава дутья и вводимых в ванну порошкообразных сред, в зависимости от технологической потребности.

Таким образом, предложенная фурма 0 проста в конструкции и обеспечивает повышение эффективности продувки, за счет увеличения реакционной зоны и улучшения массопереноса в ней, а также за счет регулирования соотношения и состава дутья.

Формула изобретения

1. Фурма для продувки жидкого металла, 0 содержащая водоохлаждаемую рубашку и газовый тракт, в котором на кольцевой опоре подвижно установлен вкладыш с продувочными соплами, отличаю щаяс я тем, что, с целью повышения аффек- 5 тивности пррдувки и упрощения конструкции фурмы,- к ольцевая опора установлена в пазах расцоло еннрй по оси фурмы трубы, делящей газовыйтракт на центральный и периферийные каналы, причем вкладыш запирает периферийн| 1й канал, а его продувочные сопла расположены тавгенциально.

2.Фурма по п. 1, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что кольцевая опора выполнена в виде конвергентно-дивергентвого сопла.

3.Фурма по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью обеспечения вращения центрального потока, по меньшей мере одно продувочное сопло вкладыша направлено по касательной к центральному каналу.

4. Фурма по пп, 1иЗ, отличающая с я тем, что, с цепью исключения биения вкладьтша при вращении, продувочные сопла вкладыша расположены симметрино относительно оси фурмы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Авторское свидетельство СССР № 439521, С 21 С 5/48, 1972 г.

2.Авторское свидетельство СССР № 430162, С 21 С 5/48, 1971 г.

fpU2. 3