RU22783U1

RU22783U1 - FURMA

Info

Publication number: RU22783U1
Application number: RU2001134799/20U
Authority: RU
Inventors: И.М. Шатохин; А.Л. Кузьмин
Original assignee: Шатохин Игорь Михайлович; Кузьмин Александр Леонидович
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2002-04-27

Abstract

1. Фурма для окислительной продувки сталеплавильной ванны, содержащая концентрические трубы с наконечником, снабженным наклонными к вертикали соплами с разными углами наклона осей смежных сопел, отличающаяся тем, что сопла расположены ярусами по высоте наконечника с расположением в плане цилиндрических сопел верхнего яруса, между соплами нижнего яруса, выполненных в виде сопел Лаваля, при этом наклон к вертикали сопел верхнего яруса не более чем в три раза превышает наклон сопел нижнего яруса, величина которого составляет не более 21, причем диаметр сопел верхнего яруса составляет 0,7-0,8 входного диаметра сопел нижнего яруса.2. Фурма по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр сопел верхнего яруса составляет 8-10 мм, входной диаметр сопел нижнего яруса составляет 1,2-1,4 диаметра сопел верхнего яруса, длина диффузорной части сопел нижнего яруса составляет 2,0-2,5 величины их входного диаметра.1. A lance for an oxidative purge of a steelmaking bath, containing concentric pipes with a tip equipped with nozzles inclined to the vertical with different angles of inclination of the axes of adjacent nozzles, characterized in that the nozzles are arranged in tiers along the height of the tip with the arrangement in the plan of cylindrical nozzles of the upper tier, between the nozzles of the lower tier made in the form of Laval nozzles, while the inclination to the vertical of the nozzles of the upper tier is no more than three times the inclination of the nozzles of the lower tier, the value of which is no more than 21, at than the diameter of the nozzles of the upper tier is 0.7-0.8 of the input diameter of the nozzles of the lower tier. 2. A lance according to claim 1, characterized in that the diameter of the nozzles of the upper tier is 8-10 mm, the input diameter of the nozzles of the lower tier is 1.2-1.4 the diameter of the nozzles of the upper tier, the length of the diffuser part of the nozzles of the lower tier is 2.0-2 , 5 values of their input diameter.

Description

М. кл С 21С 5/48M. cl. C 21C 5/48

Полезная модель относится к черной металлургии, в частности к фурмам, используемым для продувки расплава металла в сталеплавильной ванне.The utility model relates to ferrous metallurgy, in particular to tuyeres used to purge a molten metal in a steelmaking bath.

Известны многосопловые фурмы с центральной подачей охладителя, состоящие из концентрично расположенных труб и торцевого наконечника, в которых для увеличения степени использования окислителя предусматривается либо расположение продувочных сопел с последовательным чередованием их осей под разными углами к вертикали от Ю-ЗОдо 25-75°, (см., SU № 337407, кл. С 21 С 5/48, 1971), либо продувочные сопла располагают в два ряда: нижний - под углом 30-50, верхний под углом 10-30° к горизонтали (см, SU № 208735, кл. С 21 05/48,1966).Multi-nozzle tuyeres with a central cooler feed are known, consisting of concentrically arranged pipes and an end tip, in which to increase the degree of oxidizer utilization, either the arrangement of purging nozzles with sequential alternation of their axes at different angles from a vertical angle of 25 ° to 75 °, is provided (cm ., SU No. 337407, class С 21 С 5/48, 1971), or purging nozzles are arranged in two rows: the lower one at an angle of 30-50, the upper one at an angle of 10-30 ° to the horizontal (see, SU No. 208735, C. C 21 05 / 48.1966).

Недостатками этих фурм является низкая мощность газовых струй и малый их угол наклона к вертикали, что снижает проникновение струй газа в глубину расплава металла, вследствие чего повышается содержание окислов железа в шлаке и ухудшается проплавление скрапа.The disadvantages of these tuyeres are the low power of the gas jets and their small angle of inclination to the vertical, which reduces the penetration of gas jets into the depth of the metal melt, which increases the content of iron oxides in the slag and worsens the penetration of scrap.

Прототипом полезной модели является фурма, выполненная в виде концентрических труб и наконечника с наклонными соплами. Смежные наклонные сопла расположены с последовательным чередованием их осей под разными углами к вертикали, причем оси двух смежных сопел расположены одна под углом 15-30°, а другая под углом 45 - 75°. Это позволяет создавать струйную завесу над зоной перемешивания, что снижает унос капель расплава из зоны перемешивания, см., SU № 348613, кл. С 21 С 5/48, 1972г.The prototype of the utility model is a lance made in the form of concentric pipes and a tip with inclined nozzles. Adjacent nozzle nozzles are arranged with sequential alternation of their axes at different angles to the vertical, the axes of two adjacent nozzles being located one at an angle of 15-30 ° and the other at an angle of 45 - 75 °. This allows you to create a jet curtain over the mixing zone, which reduces the entrainment of droplets of the melt from the mixing zone, see, SU No. 348613, cl. C 21 C 5/48, 1972

Однако, одноуровневое расположение наклонных сопел повышает сложность изготовления, снижает прочность и надежность наконечника, поскольку кроме сопел в его торцевой части необходимо разместить охлаждающие каналы. Кроме того, цилиндрическая форма сопел и их одинаковое проходное сечение не позволяет сформировать сверхзвуковые, дальнобойные струи продувочного агента, ориентированные под острым углом к вертикали, что сниФУРМА.However, the single-level arrangement of inclined nozzles increases the complexity of manufacture, reduces the strength and reliability of the tip, since in addition to the nozzles in its end part it is necessary to place cooling channels. In addition, the cylindrical shape of the nozzles and their identical flow cross-section does not allow the formation of supersonic, long-range jets of the purge agent, oriented at an acute angle to the vertical, which is lower.

жает эффективность продувки и приводит к необходимости заглублять фурму в расплав на значительную глубину.It increases the purge efficiency and makes it necessary to deepen the lance into the melt to a considerable depth.

Технической задачей, решаемой предложенной полезной моделью, является повышение эффективности продувки и стойкости фурмы.The technical problem solved by the proposed utility model is to increase the purge efficiency and lance resistance.

Решение указанной задачи осуществлено за счет того, что фурма для окислительной продувки сталеплавильной ванны, содержащая концентрические трубы с наконечником, снабженным наклонными к вертикали соплами с разными углами наклона осей смежных сопел, согласно полезной модели, сопла расположены ярусами по высоте наконечника с расположением в плане цилиндрических сопел верхнего яруса, между соплами нижнего яруса, выполненных в виде сопел Лаваля, при этом наклон к вертикали сопел верхнего яруса не более чем в три раза превышает наклон сопел нижнего яруса, величина которого составляет не более 21°, причем диаметр сопел верхнего яруса составляет 0,7-0,8 входного диаметра сопел нижнего яруса. Кроме того, диаметр сопел верхнего яруса наконечника, составляет 8-10мм, входной диаметр сопел нижнего яруса составляет 1,2-1,4 диаметра сопел верхнего яруса; длина диффузорной части сопел нижнего яруса составляет 2,0-2,5 их входного диаметра.The solution to this problem was achieved due to the fact that the lance for the oxidative purge of the steelmaking bath containing concentric pipes with a tip equipped with nozzles inclined to the vertical with different angles of inclination of the axes of adjacent nozzles, according to the utility model, the nozzles are arranged in tiers along the height of the tip with a cylindrical arrangement nozzles of the upper tier, between nozzles of the lower tier made in the form of Laval nozzles, while the inclination to the vertical of the nozzles of the upper tier is no more than three times the inclination of the nozzles the lower tier, the value of which is not more than 21 °, and the diameter of the nozzles of the upper tier is 0.7-0.8 of the input diameter of the nozzles of the lower tier. In addition, the diameter of the nozzles of the upper tier of the tip is 8-10 mm, the input diameter of the nozzles of the lower tier is 1.2-1.4 diameters of the nozzles of the upper tier; the length of the diffuser part of the nozzles of the lower tier is 2.0-2.5 of their input diameter.

Такое выполнение предложенной фурмы позволяет при продувке расплава металла формировать мощные струи кислорода, направленные в глубину расплава, что повышает стойкость наконечника, за счет обеспечения возможности установки фурмы в более высоком рабочем положении, уменьшая этим термическое воздействие расплава на фурму. Кроме того, значительно интенсифицируется перевешивание расплава в ванне по глубине.This embodiment of the proposed lance allows the blowing of molten metal to form powerful jets of oxygen directed into the depth of the melt, which increases the resistance of the tip, by making it possible to install the lance in a higher working position, thereby reducing the thermal effect of the melt on the lance. In addition, the outweighing of the melt in the bath is greatly intensified.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:The utility model is illustrated by drawings, where:

На фиг. 1 показан продольный разрез фурмы;In FIG. 1 shows a longitudinal section of a tuyere;

на фиг. 2 - вид в плане наконечника фурмы.in FIG. 2 is a plan view of a lance tip.

Фурма, содержит три концентрические трубы 1,2,3с наконечником 4, снабженным наклонными к вертикали соплами 5 и 6, расположенными по его высоте на двух уровнях (ярусах) верхнем и нижнем ярусах. Наклонные сопла 5 расположены, в плане, между соплами 6 нижнего яруса. Сопла 5 выполнены цилиндрическими; сопла 6 выполнены сверхзвуковыми - в виде сопел Лаваля. Наклон к вертикали сопел 5 верхнего яруса не более чем в три раза превышаетThe lance contains three concentric pipes 1,2,3 with a tip 4, equipped with nozzles 5 and 6 inclined to the vertical, located at its height at two levels (tiers) of the upper and lower tiers. Inclined nozzles 5 are located, in plan, between the nozzles 6 of the lower tier. Nozzles 5 are cylindrical; nozzles 6 are made supersonic - in the form of Laval nozzles. The inclination to the vertical of the nozzles 5 of the upper tier is no more than three times

наклон сопел 6 нижнего яруса, при этом величина наклона сопел 6 составляет не более 21°. Диаметр сопел 5 (d 8-10мм) составляет 0,7-0,8 входного диаметра D сопел нижнего яруса 6. Длина (I) диффузорной части сопел 6 составляет 2,0-2,5 их входного диаметра (,0-2,5 D). При работе подвод-отвод охлаждающей жидкости осуществляется по трубе 1, каналам 7 и трубе 3. Продувочный агент подается по кольцевому зазору между трубами 1 и 2 и далее через сопла 5 и 6 - в расплав металла. При продувке, струи продувочного агента, истекающие из сопел 5 при движении к поверхности расплава расширяются и сливаются между собой, образуя коническую струйную завесу над зоной перемешивания расплава, который обрабатывается более жесткими и мощными сверхзвуковыми струями продувочного агента, истекающими из сопел 6. Обработка расплава сверхзвуковыми струями продувочного агента интенсифицирует процесс перемешивания расплава, одновременно, за счет струйной завесы снижается унос из зоны перемешивания капельных брызг металла, а также обеспечивает дожигание отходящих газов. Повышение мощности струй нижнего яруса позволяет располагать фурму на более высоком рабочем уровне, снижая этим ее нагрев, что повышает стойкость фурмы. Вышеприведенные соотношения диаметров сопел 5 и 6 позволяет обеспечить оптимальное распределение продувочного агента, расходуемого на продувку и создание струйной завесы. Соотношение углов наклона сопел 5 и 6 позволяет оптимально распределить струи продувочного агента(при рабочем положении фурмы) в объеме ванны. За счет двух ярусного расположения сопел 5 и 6 с расположением, в плане, сопел 5 между соплами 6 нижнего яруса, значительно упрощается изготовление фурмы, причем такое конструктивное решение позволяет легко разместить в торцевой части наконечника охлаждающие каналы 7 требуемых (по условиям охлаждения) проходных сечений, что улучшает охлаждение и повышает стойкость фурмы. Предложенная фурма по сравнению с прототипом характеризуется существенно меньшим брызгообразованием, лучшим перемешиванием расплава металла и высокой стойкостью наконечника.the inclination of the nozzles 6 of the lower tier, while the inclination of the nozzles 6 is not more than 21 °. The diameter of the nozzles 5 (d 8-10 mm) is 0.7-0.8 of the input diameter D of the nozzles of the lower tier 6. The length (I) of the diffuser part of the nozzles 6 is 2.0-2.5 of their input diameter (, 0-2, 5 D). During operation, the coolant is supplied and discharged through pipe 1, channels 7 and pipe 3. The purge agent is fed through an annular gap between pipes 1 and 2 and then through nozzles 5 and 6 into the molten metal. When blowing, the jet of purge agent flowing out of the nozzles 5 when moving to the surface of the melt expands and merges with each other, forming a conical jet curtain over the mixing zone of the melt, which is processed by more rigid and powerful supersonic jet of the purge agent flowing from the nozzles 6. Processing of the melt by supersonic streams of the blowing agent intensifies the process of mixing the melt, at the same time, due to the jet curtain, the ablation from the mixing zone of drop metal splashes is reduced, as well as provides afterburning of exhaust gases. Increasing the power of the lower tier jets allows the lance to be placed at a higher working level, thereby reducing its heating, which increases the lance resistance. The above ratio of nozzle diameters 5 and 6 allows for optimal distribution of the purge agent spent on purging and creating a jet curtain. The ratio of the angles of inclination of the nozzles 5 and 6 allows you to optimally distribute the jet of the purge agent (with the working position of the lance) in the volume of the bath. Due to the two-tier arrangement of nozzles 5 and 6 with the arrangement, in plan, of nozzles 5 between the nozzles 6 of the lower tier, the manufacture of a lance is greatly simplified, and this design solution makes it easy to place cooling channels 7 of the required (according to the cooling conditions) passage sections in the end part of the tip that improves cooling and increases the durability of the lance. The proposed lance in comparison with the prototype is characterized by significantly less spray formation, better mixing of the molten metal and high resistance tip.

Claims

1. A lance for an oxidative purge of a steelmaking bath, containing concentric pipes with a tip equipped with nozzles inclined to the vertical with different angles of inclination of the axes of adjacent nozzles, characterized in that the nozzles are arranged in tiers along the height of the tip with the arrangement in the plan of cylindrical nozzles of the upper tier, between the nozzles of the lower tiers, made in the form of a Laval nozzle, wherein the nozzle inclination to the vertical of the upper tier of not more than three times the slope of the nozzles of the lower tier, the value of which is not more than 21 ^o, p When in use, the diameter of the nozzles of the upper tier of 0.7-0.8 nozzle inlet diameter of the lower tier.

2. A lance according to claim 1, characterized in that the diameter of the nozzles of the upper tier is 8-10 mm, the input diameter of the nozzles of the lower tier is 1.2-1.4 the diameter of the nozzles of the upper tier, the length of the diffuser part of the nozzles of the lower tier is 2.0 -2.5 magnitude of their input diameter.