SU1177357A1

SU1177357A1 - Tuyere

Info

Publication number: SU1177357A1
Application number: SU843708583A
Authority: SU
Inventors: Игорь Анатольевич Талдыкин; Юрий Сергеевич Полубесов
Original assignee: Научно-производственное объединение "Тулачермет"
Priority date: 1984-03-13
Filing date: 1984-03-13
Publication date: 1985-09-07

Abstract

ФУРМА, содержаща .корпус и медный наконечник с соплами, расположенными под углом к её оси, отличающа с тем, что, с целью увеличени стойкости наконечника при пиковых тепловых нагрузках , в торцовой стенке наконечника выполнена полость, заполненна сплавом , содержащим 60,0-99,9% asaotmiiwa, при этом количество сплава составл ет 3-30% массы торцовой стенки наконечника , . ffo/a СП ЧA furma containing a housing and a copper tip with nozzles arranged at an angle to its axis, characterized in that, in order to increase the resistance of the tip during peak thermal loads, in the end wall of the tip there is a cavity filled with an alloy containing 60.0-99 , 9% asaotmiiwa, while the amount of alloy is 3-30% of the mass of the end wall of the tip,. ffo / a joint venture

Description

I Изобретение относитс к металлур гии, в частности к устройствам дл продувки металла, и может быть использовано в сталеплавильных цехах. Цель изобретени - увеличение стойкости наконечника при пиковых тепловых нагрузках. При увеличении в 1,5-2,0 раза теплового потока на торцовую стенку начинает возрастать ее температура. Сплошна медна стенка через 5-10 с нагреваетс до температуры плавлени меди (1083 с) и прогорает. Еслисте ка содержит полость, заполненную сплавом алюмини , то по достижении температуры 540-660 С, в зависимости от состава сплава, начинает плавитьс алюминиевый сплав. На его расплавление расходуетс тепло в ко личестве 310-385 Дж/г, что в 1,51 ,8 раза превышает теплоту плавлени меди (213,5 Дж/г). В св зи с расход . ванием тепла на плавление сплава происходит задержка на 10-15 с даль нейшего повьшени температуры стенки наконечника. В большинстве случаев длительность воздействи вспле ков металла не превышает этих значе ний. Кроме того, по вл етс возможность использовани системы автома- - тического подъема фурмы по сигналу датчика повышени температуры, быст родействие которой находитс в пределах 8-10 с. На чертеже изображен общий вид фурмы, разрез. Фурма содержит медный наконечник сопла 2, расположенные под углом к ее оси, и трубы 3-5 дл подвода кислорода и охлаждающей воды. Наконечник имеет торцовую стенку 6, рас ; положеннзлю между соплами, внутри ко торой выполнена полость 7, заполнен на алюминиевым сплавом. Фурма работает следующим образом В период продувки по трубе 3 поступает кислород, который.через соп па 3 вдуваетс , в расплав. Внутри труб 4 и 5 циркулирует вода, охлаждающа наконечник, предохран его от прогара. Торцова стенка значительно чаще, чем другие участки фурмы , подвергаетс воздействию всплесков металла, следовательно, пиковых тепловых потоков. При повышении теп лопотока на торец наконечника сверх номинального уровн температура торцовой стенки, повышаетс вплоть до 357 температуры плавлени алюминиевого сплава. За врем расплавлени спла- ва температура держитс посто нной. После расплавлени , если воздействие пикового теплопотока прекращаетс , сплав под воздействием вод ного охлаждени кристаллизуетс . Предложенные составы и количества сплавов дают возможность защитить торцовую стейку от прогара под воздействием пикового теплопотока величиной 6-10 течение 15 с. МаТериал, заполн ющий полость в торцовой стенке, представл ет собой сплав на основе алюмини как элемента , имеющего температуру плавлени ниже, чем меди (660,1°С по сравнению с 1083 CJ, ив то же врем высокую теплоту плавлени (385 Дж/г) и высокую теплопроводность (209,3 Вт/м С. Компонентами сплава могут быть различные элементы магний , кремний, железо, бериллий, никель, молибден и т.д. Содержание алюмини в сплаве составл ет 60-99%. Увеличение в алюминиевом сплаве легирующих элементов понижает теплопроводность , теплоту и температуру плавлени , поэтому ухудшает теплофизические свойства сплава с точки зрени защиты торцовой стенки от прогара . Чем выше содержание алюмини в сплаве, чем меньше его количество при прочих одинаковых услови х необходимо дл выполнени защитной функции . Однако применение сплава с содержанием алюмини свыше 99,9% нецелесообразно из-за его дефицитности и высокой стоимости. Применение силава с содержанием менее 60% алюмини нецелесообразно из-за недостаточного эффекта охлаждени при плавлении, вызванного уменьшением теплоты плавлени сплава ниже 300 Дж/г при увеличении содержани легирующих компонентов . Оптимальные пределы количества сплава установлены экспериментально. Дл эффективной защиты торцовой стенки от прогаров при обычно имеющих место пиковых тепловых нагрузках количество сплава должно составл ть 3-30% массы торцовой стенки. При содержании сплава менее 3% массы стенки защитный эффект недостаточен даже при использовании алюмини чистотой 99,9%. При содержании сплава более 30% ухудшаютс услови охлаждени участка торцовой стенки, от3nI The invention relates to metallurgy, in particular to devices for blowing metal, and can be used in steel-smelting workshops. The purpose of the invention is to increase the tip durability during peak heat loads. With an increase of 1.5-2.0 times the heat flux to the end wall, its temperature begins to increase. The solid copper wall is heated to the melting temperature of copper (1083 s) in 5-10 seconds and burns. If the stack contains a cavity filled with an aluminum alloy, then when the temperature reaches 540-660 ° C, depending on the composition of the alloy, the aluminum alloy begins to melt. Melting consumes heat in the amount of 310-385 J / g, which is 1.51, 8 times higher than the heat of copper melting (213.5 J / g). Due to consumption. The heat on the melting of the alloy is delayed by 10–15 s with a further increase in the temperature of the tip wall. In most cases, the duration of exposure to metal outburst does not exceed these values. In addition, it is possible to use the system for automatic lifting of the tuyere according to the signal of the temperature increase sensor, the speed of which is within 8-10 seconds. The drawing shows a General view of the tuyere, section. The lance contains a copper nozzle tip 2 at an angle to its axis, and tubes 3-5 for supplying oxygen and cooling water. The tip has an end wall 6, races; The position between the nozzles, inside of which cavity 7 is made, is filled with aluminum alloy. The lance works as follows. During the purge period, oxygen is supplied through the tube 3, which is blown through the steam 3 into the melt. Inside pipes 4 and 5, water circulates to cool the tip, protecting it from burnout. The end wall is significantly more likely than other areas of the tuyere to be exposed to splashes of metal, therefore, peak heat fluxes. With an increase in the heat flux at the tip end above the nominal level, the temperature of the end wall rises to 357 the melting temperature of the aluminum alloy. During the melting of the alloy, the temperature is kept constant. After melting, if the effect of the peak heat flow is stopped, the alloy crystallizes under the influence of water cooling. The proposed compositions and amounts of alloys make it possible to protect the end steak from burnout under the influence of a peak heat flux of 6–10 for 15 s. The material that fills the cavity in the end wall is an alloy based on aluminum as an element having a melting point lower than copper (660.1 ° C as compared to 1083 CJ, and at the same time high heat of fusion (385 J / g ) and high thermal conductivity (209.3 W / m C. The components of the alloy can be various elements magnesium, silicon, iron, beryllium, nickel, molybdenum, etc. The aluminum content in the alloy is 60-99%. Increase in aluminum alloy alloying elements lowers thermal conductivity, heat and melting point, therefore impairs the thermophysical properties of the alloy from the point of view of protecting the end wall from burnout. The higher the aluminum content in the alloy, the smaller its quantity, all other conditions being the same, are necessary to perform a protective function. its scarcity and high cost. The use of silva with a content of less than 60% aluminum is impractical because of the insufficient cooling effect during melting caused by a decrease in the heat of fusion of the alloy below 300 J / g at velichenii content of alloying components. Optimal limits for the amount of alloy set experimentally. In order to effectively protect the end wall from burnout with typically peaking heat loads, the amount of alloy should be 3-30% of the mass of the end wall. When the content of the alloy is less than 3% of the mass of the wall, the protective effect is insufficient even when using aluminum with a purity of 99.9%. When the content of the alloy is more than 30%, the conditions for cooling the end wall section deteriorate, from 3n

.дел ющего полость, заполненную сплавом , от наружной поверхности торца.separating the cavity filled with the alloy from the outer surface of the end face.

Поэтому повышаетс веро тность ее прогара.Therefore, the likelihood of its burning increases.

Пример 1. Наконечник фурмы диаметром 219 мм конвертера садкой 150 т выполн ют с толщиной медной стенки 12 мм. Средний диаметр торцовой стенки (в пределах межсоплового контура равен 120 мм. В центре торцовой стенки выполнен прилив, выступающий внутрь межсоплового про |странства. В приливе выточена полост объемом 64 см с тонкостенными (2 мм бортами. В полость заливают 170 г расплавленного технического алюмини чистотой 99%. После затвердевани алюмини борта полости завальцовьшают и зачеканивают дл придани герметичности . Обща масса торцовой стенки 1,35 кг, количество алюминиевого сплава составл ет 12% массы стенки.Example 1. A tuyere tip with a diameter of 219 mm of a converter with a set of 150 tons is made with a copper wall thickness of 12 mm. The average diameter of the end wall (within the inter-nozzle contour is 120 mm. A tide is made in the center of the end wall protruding inside the inter-nozzle space. At the inflow, a 64-cm cavity with thin-walled (2 mm sides) is molded 99%. After the aluminum has hardened, the cavity beads are rolled and caulked to make it airtight. The total mass of the end wall is 1.35 kg, the amount of aluminum alloy is 12% of the mass of the wall.

Пример 2. Наконечник фурмы диаметром 426 мм конвертера саДкой 400. т изготовл ют по той же техно логин, что и в примере 1, Толщину медной стенки принимают также 12 Мм, средний диаметр торцовой стенки в .пределах межсоплового контура составл ет 260 мм. Обща масса торцовой стенки 6,1 кг, объем Полости внутри торцовой стенки 875 см , весовоеExample 2. The tip of a tuyere with a diameter of 426 mm of converter with 400 cm. Is manufactured using the same technology as in example 1. The thickness of the copper wall is also 12 Mm, the average diameter of the end wall within the interscope contour is 260 mm. Total mass of the end wall of 6.1 kg, the volume of the cavity inside the end wall of 875 cm, weight

574574

количество силумина (80% алюмини и 20% кремни ) 2,3 кг, что составл ет 30% от массы торцовой стенки.the amount of silumin (80% aluminum and 20% silicon) is 2.3 kg, which is 30% of the mass of the end wall.

Пример 3. Наконечник фурмы диаметром I14 мм конвертера садкой 10 т изготавливают по технологии, описанной в примере 1. Толщина медной стенки равна 8 мм. СреДний диаметр торцовой стенки трехсопловойExample 3. A tip of a tuyere with a diameter of I14 mm of a converter with a charge of 10 tons is made according to the technology described in Example 1. The thickness of the copper wall is 8 mm. Middle diameter of the end wall of the three-nozzle

фурмы 80 мм, обща масс.а торцовой стенки 410 г, в том числе количество сплава АМС (алюминий 97%, магний 8% .и кремний 1% j 80 г, или 20% массы торцовой стенки. Объем полости,tuyeres 80 mm, total mass of the end wall 410 g, including the amount of AMC alloy (aluminum 97%, magnesium 8%. and silicon 1% j 80 g, or 20% of the mass of the end wall. Cavity volume,

зан той сплавом АМС, 30 см .occupied by AMC alloy, 30 cm.

Кажда четверта фурма выхода т из стро из-за прогара торцовой стенки .наконечника. В цехе с годовым щзризводством стали 4,0 млн. т по этой причине приходитс в год замен ть до 200 фурм. Предохранение от прогара только половины этого количества (100 шт. в год) фурма позвол ет получить экономию рабочего времени кон .вертера 500 мин/год, учитыва , что переход на продувку новой фурмой взамен сгоревшей удлин ет плавку в среднем на 5 мин. Экономи агрегатного времени конвертера садкой 160 т позволит увеличить выплавкуEvery fourth lance is out of operation due to the burning out of the end wall of the tip. In the workshop with annual production, 4.0 million tons of steel for this reason accounted for up to 200 tuyeres per year. Protection against burnout of only half of this amount (100 pieces per year) allows the lance to save 500 min / year of working time for the converter. Taking into account that switching to purging with a new lance instead of burnt, lengthens the heat by an average of 5 minutes. Saving the aggregate time with a charge of 160 tons will increase smelting

стали на 2000 т, длительность плавки 40 мин.steel 2000 tons, the duration of melting 40 minutes

Claims

A FURMA containing a housing and a copper tip with nozzles located at an angle to its axis, characterized in that, in order to increase the resistance of the tip during peak heat loads, a cavity is filled in the end wall of the tip, filled with an alloy __1 I vom containing 60.0- 99.9% of aluminum, while the amount of alloy is 3-30% of the mass of the end wall on the end. .

1,177,357 A

1, 5-2.0 times the end wall of its temperature.