SU855004A1 - Фурма дл продувки кислородом ванны электродуговой печи - Google Patents

Description

(54) ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ КИСЛОРОДОМ ВАННЫ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЕЧИ

1

Изобретение относитс  к черной металлургии , конкретно, к производству стали в дуговых электропечах.

Известна фурма дл  продувки жидкого металла в металлургической печи газообразным окислителем, состо ща  из концентрически расположенных труб, образующих тракты дл  газа и охлаждени  и головки с выходными соплами, расположенными под углом 10-40° к горизонтали, а отношение суммарной площади выходных сечений диаметрально противоположно направленных сопл, расположенных по продольной оси ванны , к суммарной площади всех выходных сечений сопл фурмы равно 0,5-0,7 1.

Однако тако.е устройство фурмы дл  продувки металлической ванны кислородом, не обеспечивает снижение угара металла и снижение пылёобразовани  при продувке и недостаточна усваимость металлической ванной вдуваемого кислорода.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  фурма дл  продувки кислородом металлической ванны в электропечах, состо ща  из концентрически расположенных труб, образующа  каналы дл  охлаждающей воды и

окислител , и многосопловой головки, в которой дутьевые сопла одинаковых проходных сечений, равномерно расположенные по окружности, устанавливают под разными углами к оси фурмы 2.

Недостатком данной фурмы  вл етс  то, что при симметричной подаче кислорода часть струй направл етс  непосредственно в зону горени  дуг, где температура металла достигает 2500-3000°С, вследствие чего усиливаетс  испарение металла и пылеобразование . К тому же струи равного энергетического потенциала не могут обеспечить эффективный массообмен при переменной глубине ванны. В результате при продувке ванны электропечи через фурму данной конструкции повышаетс  угар металла и пылеоб 5 разование, снижаетс  коэффициент полезно , го использовани  кислорода.

Цель изобретени  - снижение пылёобразовани  и угара металла и увеличение выхода годного.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что фурма снабжена соплом, выполненным в осевой плоскости фурмы под углом 15-20° к ее оси и имеет проходное сечение, составл ющее 35-50% от суммарной площади

проходных сечений всех сопл, а сопла с равновеликими проходными сечени ми выполнены под углом к осевой плоскости большого сопла 80 -120° и под углом к оси фурмы 15- 45°.

Така  конструкци  фурмы позвол ет эффективно организовать рассредоточенную ориентированную продувку стру ми с различным энергетическим и кислородным потенциалом дл  обеспечени  равномерного распределени  кислорода по объему ванны, эффективного перемешивани  металла, что приводит к снижению угара металла и пылеобразовани  в процессе плавки.

Изобретение иллюстрируетс  чертежом, где на фиг. 1 представлена предлагаема  фурма, разрез по ее оси; на фиг. 2 - то же, вид снизу.

Фурма состоит из канала 1, подвод шего воду, кольцевых каналов 2 и 3 дл  подачи кислорода и дл  отвода воды, медной головкн с переточными отверсти ми 4, соедин юш ,ими каналы 1 и 3. Главное сопло 5 и сопло 6 имеют различные по площади проходные сечени , выполнены в осевых плоскост х под углом к оси фурмы.

Площадь сечени  большого сопла 5 составл ет 35-50% от суммарной площади проходных сечений всех сопл, сопла 6 имеют равновеликие проходные сечени .

Угол наклона больщого сопла 5 составл ет 15-20°, угол наклона двух других сопл 6 составл ет 15-45°. Осевые плоскости дутьевых сопл 6 образуют с осевой плоскостью большого сопла 5 угол, равный 80-120°. Пределы,-указанные дл  значени  параметров и соотношени  между ними, вытекают из следующего. Кислородна  фурма на электропечи установлена, как правило, на границе конического и пр мого участков ванны, т. е. на границе зон с максимальной глубиной в центральной части и переменной в периферийной части. Нижний предел (35%) величины площади сечени  одного большого сопла учитывает услови  на электропечи, при которых источник дуть  расположен на минимальном удалении от центра ванны. При этом реализуетс  вариант симметричной рассредоточенности продувки по аналогии с конвертерами с верхним дутьем. Следовательно этот вариант  вл етс  предельным и -выполнение сечени  размером ниже 35% по площади нецелесообразно из-за возникновени  асимметрии в подаче кислорода. Верхний предел (50%) учитывает максимальную степень асимметрии расположени  кислородной фурмы на печи. При этом реализуетс  вариант симметричной продувки, что обес . печивает равномерное распределение вдуваемого кислорода в центральной и периферийной зонах ванны. Кроме того, при выборе площадей проходных сечений дутьевых сопл в соотношении 1:1:2, кислородный и энергетический потенциал вдуваемого кислорода распредел етс  в том же отношении между

стру ми, что обеспечивает оптимальную глубину их проникновени  в ванну с переменной глубиной в зонах внедрени . Благодар  этому достигаютс  эффективные услови  взаимодействи  вдуваемого кислорода с расплавом: максимальное перемешивание ванны , высокий коэффициент использовани  кислорода , что обеспечивает минимальный уровень пылеобразовани  и угара металла. При увеличении степени асимметричности распределени  кислорода по соплам более 50%, например соотношении сечений сопл 1:1:3 и более, невозможно обеспечить эффективное условие взаимодействи  с расплавом дл  всех струй одновременно. Это св зано с существенно различающейс  проникающей способностью струй, равноотсто щих от зеркала металла, при этом происходит опережающий рост интенсивности пылеобразовани . Выполнение периферийных сопл в осевых плоскост х под углом 80-120° к осевой плоскости центрального сопла позвол ет направл ть кислород в области, равноудаленные от футеровки печи и высокотемпературных зон, образующихс  при горении дуг. Последнее обеспечивает повышение стойкости футеровки и снижение угара металла и легирующих.

Диапазон углов наклона сопл к оси фурмы позвол ет выбрать оптимальные отношени  вертикальной составл ющей струй к горизонтальной дл  обеспечени  требуемой гидродинамики ванны при различных расходах кислорода по соплам. Во-первых, выбранный диапазон углов наклона сопл к оси фурмы исключает интерференционные взаимодействи  истекающих струй, что обеспечивает раз . деление реакционных зон в объеме ванны и направленное воздействие горизонтальной составл ющей импульса струй на перемешивание металла. Во-вторых, как установлено практикой сталеварени  дл  струи взаимодействующей в центральной части ванны величина угла в 15-20°  вл етс  оптимальной при верхней продувке. Диапазон утла 15- 45° наклона сопл меньщего диаметра позвол ет более оптимально распределить кислород в периферийной части с учетом геометрии ванны, положени  фурмы по отнощению к центру ванны и к зеркалу металла. Величина 45°  вл етс  предельно допустимой при верхней продувке, поскольку при отношении вертикальной составл ющей струи к горизонтальной меньшем 1,0 опережающим образом снижаетс  эффективность взаимодействи  кислорода с расплавом: растет угар металла и пылеобразование, увеличиваетс  дол  неусвоенного кислорода.

Продувку осуществл ют следующим образом .

Фурма установлена на высоте 500 мм от зеркала металла (соплом 5 в направлении центра ванны). Кислород поступает в головку по центральному кольцевому каналу 2 фурмы. Проход  в дутьевых соплах 5 и 6

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Фурма для продувки кислородом ванны электродуговой печи, содержащая концент рически расположенные трубы, образующие каналы для охлаждающей воды и кислорода, и головку с соплами, расположенными под углом к оси фурмы, отличающаяся тем, что, с целью снижения пылеобразования и угара металла, увеличения выхода годного, одно из сопл выполнено в осевой плоскости фурмы под углом 15—20° к ее оси с проходным сечением, составляющим 35—50% от суммарной площади проходных сечений всех сопл, остальные сопла выполнены с равновеликими проходными сечениями в осевых плоскостях под углом к осевой плоскости первого сопла 80—120° и под углом к оси фурмы 15—45°.