RU151208U1

RU151208U1 - BUCKET FOR BOTTOM PURGE OF METAL IN A DUCK

Info

Publication number: RU151208U1
Application number: RU2014134340/02U
Authority: RU
Inventors: Байкуань Лю; Сяо ВУ; Говэй Лю; Цзяньчже Ли
Original assignee: Компания с ограниченной ответственностью Пуянг Рефракториз (групп) Ко., ЛТД
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2015-03-27

Abstract

Фурма для донной продувки металла в ковше, содержащая огнеупорную пористую и огнеупорную щелевую части, покрытые металлическими оболочкой и донышком, снабженным подводом газа, отличающаяся тем, что огнеупорная щелевая часть содержит вертикальные щелевые каналы толщиной 0,2-0,3 мм и расположена в нижней части фурмы над донышком, а огнеупорная пористая часть содержит взаимосвязанные между собой микропоры и расположена над огнеупорной щелевой частью, причем металлическая оболочка с внутренней стороны покрыта оболочкой из плотного высокопрочного корундового бетона. A lance for bottom purging of metal in a bucket containing refractory porous and refractory slotted parts coated with a metal shell and a bottom equipped with a gas supply, characterized in that the refractory slotted part contains vertical slotted channels 0.2-0.3 mm thick and is located in the bottom parts of the lance above the bottom, and the refractory porous part contains interconnected micropores and is located above the refractory slit part, and the metal shell on the inside is covered with a shell of dense high-strength full-time corundum concrete.

Description

Полезная модель относится к металлургическому производству в частности к конструкции устройства для донной продувки металла, например, стали и может быть использовано при внепечной обработке стали в ковшах.The utility model relates to metallurgical production, in particular, to the design of a device for bottom purging of metal, for example, steel, and can be used for out-of-furnace processing of steel in ladles.

Получение высокопрочных сталей или сплава, пригодных для изготовления ответственных изделий, сводится к разработке такой технологии выплавки, раскисления и заключительного внепечного этапа обработки, которые могут обеспечить минимальное остаточное содержание вредных примесей, газов и неметаллических включений.Obtaining high-strength steels or alloys suitable for the manufacture of critical products is reduced to the development of such a technology for smelting, deoxidation and the final out-of-furnace processing stage, which can provide a minimum residual content of harmful impurities, gases and non-metallic inclusions.

Поставленная задача в металлургической практике решается путем использования различных способов внепечной обработки стали. Наиболее простым способом внепечной обработки стали с целью с целью улучшения ее качества является продувка жидкого расплава в ковше аргоном или другими инертными газами.The task in metallurgical practice is solved by using various methods of out-of-furnace steel processing. The simplest method for out-of-furnace steel processing with the goal of improving its quality is to purge the molten liquid in the ladle with argon or other inert gases.

При этом осуществляются операции усреднения химического состава металла и его температуры по объему сталеразливочного ковша, интенсификации процесса дегазации металла при вакуумной обработке, удаления газов и неметаллических включений из жидкой стали, рафинирования металла от серы при обработке его на установке печь-ковш.At the same time, operations are carried out to average the chemical composition of the metal and its temperature over the volume of the steel pouring ladle, to intensify the process of metal degassing during vacuum processing, to remove gases and non-metallic inclusions from liquid steel, to refine metal from sulfur when processing it on a ladle furnace.

Одним из основных узлов системы донной продувки металла является устройство для донной продувки, размещенное в днище сталеразливочного ковша.One of the main components of the system of bottom purge of metal is a device for bottom purge, located in the bottom of the steel pouring ladle.

Известны пористые и щелевые фурмы для донной продувки металла газами в ковше, например, фурмы по патентам РФ №2186858 МПК C21C 7/072, 2002, №34538 МПК C21C 7/072, 2003.Known porous and slotted tuyeres for bottom blowing metal gases in the bucket, for example, tuyeres according to the patents of the Russian Federation No. 2186858 IPC C21C 7/072, 2002, No. 34538 IPC C21C 7/072, 2003.

Известна, например, фурма по патенту №34538, МПК C21C 7/072 «Фурма для донной продувки металла газами в ковше».Known, for example, the lance according to the patent No. 34538, IPC C21C 7/072 "Lance for bottom blowing metal gases in the bucket."

Известная фурма содержит металлическую гильзу с дном, заполненную огнеупорной массой, в которой выполнены сквозные продольные щелевые каналы, расположенные в кольцевом ряду концентрично металлической гильзе. В нижней части фурмы между огнеупорной массой и дном образован зазор в виде сформованных в огнеупорной массе у дна гильзы кольцевых и радиальных каналов, соединяющий продольные щелевые каналы с полостью газоподводящей трубки. Фурма в верхней части содержит металлический индикатор износа, а в нижней части кольцевой паз на наружной поверхности металлической гильзы.The known lance contains a metal sleeve with a bottom filled with a refractory mass, in which through longitudinal slotted channels are arranged, located in an annular row of a concentric metal sleeve. In the lower part of the lance between the refractory mass and the bottom, a gap is formed in the form of annular and radial channels formed in the refractory mass at the bottom of the liner, connecting the longitudinal slotted channels with the cavity of the gas supply tube. The lance in the upper part contains a metal wear indicator, and in the lower part of the annular groove on the outer surface of the metal sleeve.

Сквозные продольные щелевые каналы выполнены в огнеупорной массе с помощью закладных пластин, удаляемых после твердения огнеупорной массы. В качестве огнеупорной массы применяется высокоглиноземистая низкоцементная тиксотропная огнеупорная масса.Through longitudinal slotted channels are made in a refractory mass using embedded plates removed after hardening of the refractory mass. As a refractory mass, a high-alumina low-cement thixotropic refractory mass is used.

Фурма для донной продувки является сменным устройством, заменяемым после износа.The bottom purge lance is a replaceable device that can be replaced after wear.

Известная фурма имеет ряд существенных недостатков. Фурма имеет ограниченную газопропускную способностью. Из-за динамического сопротивления газовому потоку в системе кольцевых и радиальных канавок, а также в щелевых каналах из-за невысокой чистоты их поверхности наблюдаются значительные потери давления продувочного газа при прохождении его через фурму. Кроме того при снижении давления газового потока щелевые каналы фурмы заметалливаются. С целью удаления попавшего в них металла, производится обработка щелевых каналов кислородом. Из-за выгорания огнеупорной массы во время обработки фурма имеет недостаточный рабочий ресурс.Known lance has a number of significant drawbacks. The lance has a limited gas transmission capacity. Due to the dynamic resistance to gas flow in the system of annular and radial grooves, as well as in slotted channels, due to the low purity of their surface, significant pressure losses of the purge gas are observed when it passes through the lance. In addition, when the pressure of the gas stream decreases, the slotted channels of the lance become noticeable. In order to remove metal trapped in them, the slotted channels are treated with oxygen. Due to the burnout of the refractory mass during processing, the tuyere has an insufficient working resource.

Известна фурма для донной продувки металла с более высокой пропускной способностью и увеличенным рабочим ресурсом.Known tuyere for bottom purging of metal with higher throughput and increased working life.

В отличие от фурмы по патенту №34538 известная фурма содержит дополнительный кольцевой ряд щелевых каналов, расположенный концентрично первому кольцевому ряду (см. патент РФ №45139, МПК C21C 7/072, 2004 г.).In contrast to the tuyeres of the patent No. 34538, the known tuyere contains an additional annular row of slotted channels located concentrically to the first annular row (see RF patent No. 45139, IPC C21C 7/072, 2004).

Однако, данная фурма также имеет ограниченную газопропускную способность из-за заметалливания щелевых продувочных каналов, низкий срок службы из-за выгорания огнеупорной массы, высокие эксплуатационные затраты.However, this lance also has a limited gas transmission capacity due to noticeable slit purge channels, low service life due to burnout of the refractory mass, and high operating costs.

Для устранения недостатка заметалливания продувочных каналов при эффективной продувке широкое распространение получили пористые продувочные пробки. Преимущество использования пористых продувочных пробок заключается в том, что при проникновении через них газ поступает в жидкий металл в виде мелкодисперсных пузырьков. Это обеспечивает большую поверхность контакта газ-металл и соответственно большую скорость перехода компонентов между этими фазами. Однако пористые продувочные каналы фурмы не всегда могут обеспечить достаточный поток продувочного реагента. В связи с этим часто используют фурмы, включающие пористую и щелевую продувочные части.To eliminate the lack of noticeable purge channels with effective purging, porous purge plugs are widely used. The advantage of using porous purge plugs is that when they penetrate through them, gas enters the liquid metal in the form of fine bubbles. This provides a large gas-metal contact surface and, accordingly, a high rate of transition of components between these phases. However, porous tuyere purge channels may not always provide a sufficient purge reagent flow. In this regard, lances are often used, including porous and slotted purge parts.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство для донной продувки стали в ковше, содержащее огнеупорную продувочную фурму, покрытую металлической оболочкой и донышком, оборудованным подводом газа, в которой фурма состоит из двух огнеупорных частей пористой и щелевой, причем щели располагаются с углом раскрытия 35°, а толщина щели не превышает 0,1 мм. (см. патент РФ №2152441 « Устройство для донной продувки стали в ковше», МПК С21С 7/072, В22D 1/00).The closest technical solution to the claimed utility model is a device for bottom purging of steel in a ladle containing a refractory purge lance coated with a metal shell and a bottom equipped with a gas supply, in which the lance consists of two porous and crevice refractory parts, the slots being located with an opening angle 35 °, and the thickness of the gap does not exceed 0.1 mm. (see RF patent No. 2152441 "Device for bottom purging of steel in a ladle", IPC С21С 7/072, В22D 1/00).

Однако, несмотря на то, что данная конструкция фурмы позволяет значительно увеличить эффект перемешивания стали в ковше, она имеет и существенные недостатки.However, despite the fact that this lance design allows to significantly increase the effect of mixing steel in the bucket, it also has significant disadvantages.

В известной фурме щелевые продувочные каналы выходят на рабочую поверхность фурмы и соответственно в процессе продувки взаимодействуют с жидким металлом Несмотря на то, что они выполнены под углом, не исключается возможность попадания в щелевые каналы фурмы металла при снижении потока газа через ее пористую часть. Для удаления образованных в каналах фурмы настылей шлакостальной скрапины требуется обработка каналов фурмы кислородом.In a known tuyere, slotted purge channels extend to the working surface of the tuyeres and, accordingly, in the process of purging they interact with liquid metal.Although they are made at an angle, it is possible that metal tuyeres can enter the slotted channels while reducing the gas flow through its porous part. To remove the slag formed in the lance channels of the slag of scrap slag, treatment of the lance channels with oxygen is required.

Кроме того, фурма не экономична, т.к. ее части полностью изготовлены из высокопрочного дорогостоящего бетона, в то время как в процессе эксплуатации износу в основном подвержен слой огнеупора, граничащий с металлической гильзой.In addition, the lance is not economical, because its parts are completely made of high-strength expensive concrete, while during operation, a layer of refractory, bordering a metal sleeve, is mainly subject to wear.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решения, является повышение газопропускной способности и увеличение срока службы продувочной фурмы при одновременном снижении затрат на ее изготовление.The technical problem to which the proposed technical solution is directed is to increase gas throughput and increase the service life of the purge lance while reducing the cost of its manufacture.

Технический эффект достигается за счет того, что в фурме для донной продувки металла в ковше, содержащей огнеупорную пористую и огнеупорную щелевые части, покрытые металлическими оболочкой и донышком, снабженным подводом газа, огнеупорная щелевая часть содержит вертикальные щелевые каналы толщиной 0,2-0,3 мм. и расположена в нижней части продувочной фурмы над донышком, а огнеупорная пористая часть содержит взаимосвязанные между собой микропоры и расположена над огнеупорной щелевой частью, причем металлическая оболочка с внутренней стороны покрыта оболочкой из плотного высокопрочного корундового бетона.The technical effect is achieved due to the fact that in the lance for bottom blowing metal in a bucket containing refractory porous and refractory slotted parts covered with a metal shell and a bottom equipped with a gas supply, the refractory slotted part contains vertical slotted channels 0.2-0.3 thick mm and is located in the lower part of the purge lance above the bottom, and the refractory porous part contains interconnected micropores and is located above the refractory slotted part, the metal shell on the inside being covered with a shell of dense high-strength corundum concrete.

Сущность технического решения поясняется на фиг. 1, гдеThe essence of the technical solution is illustrated in FIG. 1 where

На фиг. 1 схематично изображена фурма в разрезе, вид спереди.In FIG. 1 is a schematic sectional view of a tuyere, front view.

Фурма включает в себя коническую металлическую гильзу - корпус 1 с донышком - 2. Металлический корпус фурмы - 1 с внутренней его стороны покрыт защитной оболочкой из высокопрочного корунда - 3. В защитную оболочку фурмы - 3 заформована продувочная вставка, состоящая из огнеупорной пористой части - 4 и огнеупорной - щелевой части 5. Донышко - 2 оборудовано подводом продувочного газа через патрубок - 6.The tuyere includes a conical metal sleeve - body 1 with a bottom - 2. The metal body of the tuyere - 1 on its inner side is covered with a protective sheath made of high-strength corundum - 3. A blow-out insert consisting of a refractory porous part is formed in the tuyere sheath - 3 — 4 and refractory - slotted part 5. The bottom - 2 is equipped with a purge gas supply through the pipe - 6.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Корпус - 1 и донышко - 2 фурмы изготавливаются из нержавеющей жаропрочной стали толщиной 0,8-1,0 мм. Продувочная часть фурмы изготавливается комбинированной. При этом ее пористая часть - 4 изготавливается путем прессования и пропускания порообразователя через подобранную фракцию бетона для обеспечения открытой пористости в диапазоне 20-30%. После прессования пористая часть вставки подвергается обжигу при температуре 1350-1650°C.Case - 1 and bottom - 2 tuyeres are made of heat-resistant stainless steel with a thickness of 0.8-1.0 mm. The blowing part of the lance is made combined. Moreover, its porous part - 4 is made by pressing and passing a blowing agent through a selected fraction of concrete to ensure open porosity in the range of 20-30%. After pressing, the porous part of the insert is fired at a temperature of 1350-1650 ° C.

Щелевая часть, в которой формуются вертикальные щели, выполняется наливной из плотного высокопрочного корундового бетона. Размеры щелей 0,2-0,3 мм. Для обеспечения прочности изделие обжигается при температуре 600-1000°C.The slit part, in which vertical slots are formed, is made of bulk solid high-strength corundum concrete. The dimensions of the slits are 0.2-0.3 mm. To ensure durability, the product is fired at a temperature of 600-1000 ° C.

После составления продувочной части фурмы из частей 4 и 5 она устанавливается в металлический корпус - 1 и заливается в нем защитной оболочкой - 3 из плотного высокопрочного корундового бетона.After drawing up the purge part of the tuyere from parts 4 and 5, it is installed in a metal case - 1 and filled in with a protective sheath - 3 from dense high-strength corundum concrete.

Защитная оболочка предотвращает взаимодействие продувочной части фурмы с зоной высоких температур. Соответственно предотвращается разрушение пористой части фурмы, увеличивается прочность ее щелевой части и увеличивается срок службы продувочной фурмы в целом.The protective shell prevents the lance of the lance from interacting with the high temperature zone. Accordingly, the destruction of the porous part of the lance is prevented, the strength of its slotted part is increased, and the service life of the purge lance as a whole is increased.

Выполнение пористой продувочной части фурмы непосредственно в верхней ее части защищает рабочую поверхность фурмы от попадания шлака и жидкого металла в продувочное тело фурмы. При этом обеспечивается 100% доля продувки. Щелевая продувочная часть фурмы не взаимодействует непосредственно с жидким металлом и в предлагаемой конструкции фурмы является индикатором износа. Размер ее щелей позволяет обеспечивать стабильную продувку металла даже в случае аварийного прохода металла или, например, в случае снижения давления продувочного газа.The implementation of the porous purge part of the tuyere directly in its upper part protects the working surface of the tuyere from ingress of slag and liquid metal into the purge body of the tuyere. This ensures a 100% purge ratio. The slotted purge part of the tuyere does not interact directly with liquid metal and in the proposed tuyere design is an indicator of wear. The size of its slots allows for stable metal purging even in the event of an emergency passage of metal or, for example, in the case of a decrease in the purge gas pressure.

Предлагаемая конструкция устройства обладает высокой износостойкостью, обеспечивает эффективную продувку металла в процессе всего срока службы. Соответственно снижаются затраты на изготовление фурм, увеличивается межремонтный период ковшей по причине разрушения устройства для донной продувки.The proposed design of the device has high wear resistance, provides an effective purge of metal during the entire service life. Accordingly, the cost of manufacturing tuyeres is reduced, the overhaul period of buckets is increased due to the destruction of the bottom blowing device.

Claims

A lance for bottom purging of metal in a bucket containing refractory porous and refractory slotted parts coated with a metal shell and a bottom equipped with a gas supply, characterized in that the refractory slotted part contains vertical slotted channels 0.2-0.3 mm thick and is located in the bottom parts of the lance above the bottom, and the refractory porous part contains interconnected micropores and is located above the refractory slit part, and the metal shell on the inside is covered with a shell of dense high-strength full-time corundum concrete.