SU1127908A1 - Фурма дл нагрева шихты и продувки металла - Google Patents

Abstract

1. ФУРМА ДЛЯ НАГРЕВА ШИХТЫ И ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА, содержаща  концентричио .расположенные трубы, образуюрцйе тракты дл  подачи топлива, кислорода, подвода и отвода воды, головку с Д9УМЯ р дами сопел, отличаю щ а   .с.   тем,, что, с целы повышени  стойкости фурмы, интенсификации сжигани  топлива и нагрева шихты, соп а внешнего и внутреннего р дов расположены в головке равноудаленно от .двух близлежащих сопел другого р да, при этом рассто ние между соседними соплами в р дах равно 2,5-4,0 калибра сопла соответствук цего р да, а рассто ние между близлежащими, соплами разных р дов равно 3,0-4,5 калибра сопла внутреннего р да, при Э.ТОМ кольцевой тракт дл  отвода воды снабжен сухар ми, расположенными в его нижней части. 2. Фурма ПОП.1, о тл и ч ающ а   с   тем, что, с целью улучшени  охлаждени  торца.головки, она . снабжена распределителем воды, установленным на наружных поверхност х (Л внутреннего р да сопел и выполненным в виде кольцевой шайбы с боковыми параболическими поверхност ми и торцовой поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса, при этом распределитель имеет с внутренней стороны вырезы под сопла внутреннего р да. QO х

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к устройствам дл  нагрева шихты газокислородным факелом и продувки сталеплавильной ванны кислородом.

Дл  интенсификации процесса выплавки металла в конверторах и других сталеплавильных агрегатах и увеличени  расхода лома в шихте необходимость нагревать твердую мёталлозавалку непосредственно в рабочем пространстве (перед заливкой чугуна).

Известна многрсоплова  охлажда;ема фурма, содержаща  концентрично распо-15 ложенные трубы, образующие тракты подвода.и отвода охладител , газоподвод щий тракт, многосопловую головку и распределитель охладител . Распределитель имеет центральное от верстие, соедин ющее между собой тракты дл  подвода и отвода охладител , и один р д вырезов под газовы . сопла ij . Однако головки этой фурмы состо  из многих деталей и сложны в изгото лении. Фурмы имеют только один газо вый тракт и не могут примен тьс  в качестве горелок, имеющих отдельные коаксиальные каналы дл  топлива и окислител . Наиболее близкой к изобретению по технической сущности  вл етс  фурма дл  нагрева шихты и продувки металла, содержаща  концентрично расположенные трубы, образующие тракты дл  подачи топлива, кислорода , подвода и отвода воды и головку с двум  р дами сопл воды 2 , Однако в известной топливно-кислородной фурме каждое из топливных |сопл находитс  в одной вертикальной |плоскости с кислородным и несколько вьше его, поэтому киcлopoдньte струи кинематическа  энерги  которых в 45 раз больше газовых, направленные под углом 20-56 к вертикальной оси фурмы, не смешиваютс  с газовыми, а только частично эжектируют их. Кислоррдчые струи, направленные под углами 5-10 к газовым, не прижимают их к центру, а наоборот, отбивают их от поверхности расплава, образу  клуб щийс  факел. В св зи с этим, эффективность нагрева и продувки металла низка . Существенным недостатком из естных фурм  вл етс  так же их низка  стойкость. Участки головки между.газовыми и кислородными соплами охлаждаютс  слабо и поэтому при работе в расплаве тело головки между соплами выплавл етс , нарушаетс  газодинамика струй и фурма прогорает.

Цельюизобретени   вл етс  повьщение стойкости фурмы, интенсификаци  сжигани  топлива и нагрев шихты, улучшение охлаждени  торца головки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в фурме дл  нагрева шихты и продувки металла, содержащей конЦентрично расположенные трубы. образующие тракты дл  подачи топлиг ва, кислорода, подвода и отвода воды, головку с двум  р дами сопл, сопла внешнего и внутреннего р дов расположены в головке равноудаленно от двух близлежащих сопл другого р да, при этом рассто ние между соседними соплами в р дах равно 2,54 ,0 калибра сопла соответствующего р да, а рассто ние между близлежалщми соплами разных р дов равно 3,0-4,5 калибра сопла внутреннего .р да, при этом кольцевой тракт дл  отвода воды снабжен сухар ми, расположенными в его нижней части. Причем, фурма снабжена распределителем воды, установленным на наружных поверхност х внутреннего р да сопл и выполненным в виде кольцевой шайбы с боковыми параболическими по- . верхност ми и торцовой поверхностью, выполненной в Ьиде усеченного конуса, при этом распределитель имеет с внутренней стороны вырезы под conrta внутреннего р да. На фиг. 1 изображена фурма, разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (расположение сопл на выходе из торца головки); на фиг. 3 - распределитель воды; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - расположение и крепление сухар  к стенкам дл  отвода охлаждающей воды; на фиг. 6 разрез Б-Б на фиг., 5. Фурма содержит центральную трубу 1 дл  подачи топлива и коаксиальные трубы 2 - 4. Кольцевые тракты между трубами 1 ио2, 2 и 3, 3 и 4 предназначены соответственно дл  подвода охлаждающей воды, подачи кислорода и отвода водьь К нижним концам коаксиальных труб 1 - 4 по окружност м жестко прикреплена головка 5 с двум  р дами сопл. Р д сопл,, .распо3 . ложенных ближе к центру, служит дл  подачи топлива, дальше от центра кислорода . Внутри головки 5 на наружных поверхност х внутреннего р да сопл расположен фигурный -распределитель 6, выполненный в виде кольцевой шайбы с боковыми, параболическими поверхност ми и торцовой в виде усеченного конуса и имеющий с внутренней стороны вырезы под сопла внутреннего р да. Распределитель 6 жестко соединен с топливными соплами. При использовании лцтой головки фурмы он может. отливаЦьс  вместе с го- а овкой. Между коаксиальными труба-; ми 3 и 4 в нижней их части жестко установлены сухари 7, расположенные равномерно по периметру кольцевого тракта дл  отвода воды в нижней части кольцевого тракта, В головке фурмы сопла внешнего расположены равноудаленно от двух близлежапщх сопл внутреннего р да и наоборот, рассто ни  между соседними соплами в р дах равно 2,5-4,О калибра сопла соответствующеГ;О р да, а близлежащими соплами разных р дов - 3,0-4,5 калибра сопла внутреннего р да.

Фурма раб Отает следующим образом, В конвертор подают все необходимое количество твердой металлозавалкй . Допускаетс  завалка части металлошихты с последующей подвалкой по ходу нагрева. Затем через горловину конвертора вертикально вниз ввод т фурму, не достига  поверхности металлошихты на О,5-1 м. После этого по центральной трубе 1 подают небольшое количество топлива С не более 15% от максимального расхода), которое, проход  по центральным соплам головки 5, на выходе загораетс  от раскаленной кладки конвертора . Затем дл  сжигани  топлива подают необходимое количество кислорода , который ввод т по кольцевому тракту между трубами 2 и 3 и далее через кислородные сопла на выход из фурмы. В дальнейшем расходы топлива и кислорода могут повьшгатьс , поддер жива  0(), 1,1-1,2, где «if - коэффициент расхода кислорода. После нагрева металлошихты до заданной температуры отключают подачу топлива и кислорода и вьтод т фурму из конвертора . После заливки жидкого чугуна в конвертор ввод т фурму, продувают топливный тракт инертным газом

./

27908.4. /

подают по обоим трактам кислород и ; продувают жидкий металл. После окон- ; чани  плавки фурму вывод т из конвертора в верхнее положение. 5 Охлаждение фурмы осуществл етс  следующим образом. Воду дл  охлаждени  фурмы подают по кольцевому тракту, образованному наружной стенкой центральной трубы 1 и внутрен10 |«ей трубы 2, в головку 5. Встреча  на своем пути фигурный распределитель 6, вода раздел етс  на два потока - центральный и периферийный. Центральный поток воды омывает

15 топливные сопла и центральный участок торца головки 5, а затем, проход  по кольцевому зазору между распределителем и торцом головки, смепиваетс  с периферийным потоком

20 воды. Эта смесь, охлажда  кислородные сопла и периферийные части головки , поступает в тракт дл  отвода воды, поднимаетс  по нему вверх, одновременно охлажда  кожух, и ухо25 дит из фурмы.

Расположение сопл в головке фурмы с предлагаемыми рассто ни ми между соседними соплами в р дах и между близлеж ащими соплами разных р дов

30 позвол ет улучшить как охлаждение . головки, так и услови  смещени  газа и кислорода на выходе из нее. Расположение топливных сопл между и под кислородными создает услови  дл 

5 полного сжигани  топлива с кислородом и тем самым интенсифицирует нагрев металлошихты, а при продувке улучшает перемешивание ванны, выгорание углерода и вносит дополнительное ко0 . личество feruia за счет частичного дожигани  технологической окиси углерода до COj.

В тракте дл  отвода воды у голов5 ки фурмы равномерно установлены

сухарные соединени . Сухарь 7 в горизонтальном сечении представл ет собой пластину Г-образной формы. Бокова  пр моугольна  поверхность одной 50 (большей) полки сухар  прилегает

к плоскости, выполненной на наружной поверхности трубы кислородного тракта , а друга  (меньша  полка) расположена радиальнр и доходит до внутрен55 ней поверхности кожуха фурмы. Торцы обеих полок жестко закреплены по всей высоте сухар  с прилегакицими к ним трубами.

При продувке неталла головка и наружный кожух фурьад подвержены j температурному воздействию, нто вызывает их объемное расширение. Конструкци  предлагаемого соединени  5 позвол ет свободно расшир тьс  внешней трубе в радиальном направлении и предохран ет фурму от возникновени  трещин, перекосов и деформаций.

За счет сухарного соединени  кожу-Ю ха с внутренними част ми образуетс  полужестка  конструкци  фурмы. При осевом линейном расширении кожуха она работает на раст жение как единое целое. При радиальном расширении 15 кожуха сухари, изгиба сь, равномерно воспринимают нагрузку на себ .

Распределитель предлагаемой конструкции делит охла здающую воду на два потока, расход которых пропорцио-20 нален поверхност м центрального и периферийного участков торца головки, и направл ет эти потоки - меньший на охлаждение топливных сопл и центральной внутренней поверхности, боль-25 ший на охлаждение кислородных сопл и периферийную внутреннюю поверхность головки фурмы.

Поток воды, направл емый на периферию , обладает большей скоростью ЗО и эжектирует niDTOK воды, который после омывани  топливных сопл и центрального участка торца головки, проходит через прерываемый соплами кольцевой зазор между основанием распределител  .и внутренней поверхностью торца головки,, затем вс  вода охлаждает кислородные сопла и периферийный участокголовки.и по кольцевому тракту покида.ет .фурму. Все это позвол ет значительно улучшить.услови  охлаждени  всей г,оловки фурмы. Распределитель жестко соединен с топливнь1ми соплами.Указанные признаки позвол ют повысить стойкость фурмы.

Таким образом, предлагаема  фурма дл  нагрева шихты и продувки металла позвол ет по сравнению с известлой (см. таблицу) интенсифицировать сжигание топлива, зффек.тивнее подогревать металлошихту в агрегате, тем самым увеличива  долю твердой завалки , а во врем  продувки кислородом обеспечивает вьщеление дополнительного количества тепла за счет лучшег дожигани  техйологической окиси углерода , улучшает перенешивание ванны и .выгорание углерода, снижает угар железа. Фурма предлагаемой конструкции имеет также лучшую стойкость за счет улзп1шени  охлаждени  головки и компенсации внутренних напр жений.

Ожидаемый экономический эффект при максимальном объеме использовани  изобретени  составит 122,73 млн. руб. в год. . -

cputZ

Фиг. 5

Фиг.6

Claims (2)

1. Ί. ФУРМА ДЛЯ НАГРЕВА ШИХТЫ И ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА, содержащая концентрично.расположенные трубы, образующее тракты для подачи топлива, кислорода, подвода и отвода воды, головку с двумя рядами сопел, о т л и ч а юща я ,с я тем,, что, с целы? повышения стойкости фурмы, интенсификации сжигания топлива и на грева шихты, сопла внешнего и внутреннего рядов расположены в головке равноудаленно от двух близлежащих сопел другого ряда, при этом расстояние между соседними соплами в рядах равно 2,5-4,0 калибра сопла соответствующего ряда, а расстояние между близлежащими, соплами разных рядов равно 3,0-4,5 калибра сопла внутреннего ряда, при этом кольцевой тракт для отвода воды снабжен сухарями, расположенными в его нижней части.
2. 2. Фурма поп. 1, отличающаяся тем, что, с целью улучшения охлаждения торца.головки, она . _β снабжена распределителем воды, уста- ® новленным на наружных поверхностях внутреннего ряда сопел и выполненным в виде кольцевой шайбы с боковыми параболическими поверхностями и торцовой поверхностью, выполненной в виде усеченного конуса, при этом распределитель имеет с внутренней стороны вырезы под сопла внутреннего ряда.

   SU .... 1127908

   1 1127908 2