UA151243U - Фурма для десульфурації чавуну зернистим магнієм - Google Patents

Abstract

Фурма для десульфурації чавуну зернистим магнієм містить каркас із вогнетривкої футерівки, канал фурми з роздільником двофазного потоку, відводи з соплами, вбудованими під кутом 45°±15° до вертикальної осі фурми. Сопла відводів виконані у вигляді конструкції "труба в трубі", роздільник двофазного потоку з'єднаний з внутрішніми трубами сопел і має зовнішню циліндричну камеру, яка з'єднана з міжтрубним простором сопел та за допомогою змійовика - з каналом підводу газу.

Description

Корисна модель належить до області позапічної обробки рідкого чавуну, а саме до конструкції занурених фурм для подачі газоподібних і/або порошкоподібних реагентів, що рафінують в зону обробки, як у заливальних, так і чавуновозних ковшах або міксерах - на підприємствах чорної і в деяких випадках (виробництво феронікелю) на підприємствах кольорової металургії. У зв'язку з загальним прагненням промисловості до енерго- та ресурсозбереження і зростанням вимог споживачів чавуну і сталі до їхньої якості, відповідно зростають вимоги до ефективної їх позапічної обробки з метою рафінування від неметалевих домішок: сірки, фосфору, розчинених газів, окисних включень тощо. Виникає необхідність створення пристроїв, що можуть бути використані з більш жорсткими вимогами до працеспроможності, тобто їх стійкість - є найголовнішою проблемою для металургії та машинобудування.

Відома конструкція фурми для десульфурації чавуну зернистим магнієм у великовантажних ковшах, що містить каркас з вогнетривкої футерівки, канал зі змінною вогнетривкою втулкою, яка відрізняється тим, що канал фурми на виході дообладнаний роздільником потоків, вигнутими відводами й змінними соплами, виконаними окремими вузлами, причому: кут поділу двофазного струменя в роздільнику потоків становить не більше 15" відносно поздовжньої осі фурми, кут відгину відводів становить 35-50" до поздовжньої осі фурми, отвори в розподільнику потоків, відводах і змінних соплах виконані зі зменшенням умовного проходу в міру просування двофазних потоків до виходу з фурми, сумарна площа внутрішніх перерізів відводів дорівнює площі умовного проходу каналу фурми, змінні сопла й відводи виконані з співвідношенням площ внутрішніх перерізів 0,6-0,9 |Патент України Мо 86325, 2009, С21С 1/02, 1/00, 700, 7/064, 7/076, в2гг20о 27/20.

Недоліком відомої фурми є складність конструкції, відсутність охолодження частини стовбура, що занурюється у розплав та можливість захльостування сопел рідкими розплавами.

Вигін каналів відводів створює додатковий опір двофазним потокам. При виході з каналу фурми струмінь двох, або трьох компонентної суміші подається відразу в чавун. Близькість рідкого чавуну від устя каналу призводить до періодичного їхнього зіткнення та захльостування устя каналу. Тимчасове зниження швидкості потоку, що включає тонкодисперсні тверді частинки, уповільнює або навіть зупиняє роботу, закупорюючи канал фурми.

Зо Найближчим аналогом є фурма для десульфурації чавуну зернистим магнієм, що включає каркас із вогнетривкої футерівки, канал фурми з роздільником двофазного потоку, відводи зі змінними соплами, вбудованими під кутом 452-157 до вертикальної осі фурми, котрі забезпечені вогнетривкими вставками, яка відрізняється тим, що в роздільник двофазного потоку вбудований розсікач у вигляді конуса, діаметр основи якого дорівнює діаметру каналу фурми, а кут при вершині конуса дорівнює куту нахилу відводу каналу фурми відносно вертикальної осі фурми, при цьому відводи виконані прямолінійними з діаметром вхідних отворів, який вибирають у відповідному співвідношенні, причому вхідні отвори відводів виконані з конусністю а - 5...107 |Патент України Мо 95876, 2006, С21С 1/021.

Недоліком найближчого аналога є відсутність охолодження частини стовбура, що занурюється у розплав та можливість захльостування сопел рідкими розплавами. При проходженні каналу у місці де розташований розсікач у вигляді конуса, створюється додатковий опір двофазному потоку. Зниження швидкості потоку, що включає тонкодисперсні тверді частинки, уповільнює, або навіть зупиняє роботу фурми в цілому. У найгіршому варіанті можлива повна закупорка каналу фурми. При виході двофазного потоку з вогнетривких вставок в розплав, можливе зіткнення та захльостування устя каналу, а при пульсуючій подачі навіть закупорювання.

В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення фурми для десульфурації чавуну зернистим магнієм шляхом установки сопла у вигляді конструкції "труба в трубі", що забезпечить двопоточну подачу газу, внаслідок чого забезпечиться підвищення ступеня використання газопорошкових рафінувальних реагентів, знизиться собівартість обробки розплаву магнієм, зменшаться витрати газокисневих енергоносіїв і за рахунок цього покращиться якість виробленого металу при збільшенні терміну служби елементів фурми плавильного агрегату.

Поставлена задача вирішується тим, що у фурмі для десульфурації чавуну зернистим магнієм, що включає каркас із вогнетривкої футерівки, канал фурми з роздільником двофазного потоку, відводи з соплами, вбудованими під кутом 4524157 до вертикальної осі фурми, сопла відводів виконані у вигляді конструкції "труба в трубі", роздільник двофазного потоку з'єднаний з внутрішніми трубами сопл і має зовнішню циліндричну камеру, яка з'єднана з міжтрубним простором сопл та за допомогою змійовика - з каналом підводу газу.

Завдяки конструкції сопла у вигляді "труба в трубі" забезпечується можливість двопоточної подачі суміші газу або зернистого магнію та газу в розплав, внаслідок чого знижується температурне навантаження на внутрішню трубу сопла та досягається охолоджування устя сопел, що запобігає їх розігріванню і запечатуванню розм'якшеним магнієм, забезпечує найефективніше продування розплаву, підвищує міцність вогнетривкої футерівки, стійкість сопла та фурми.

Наявність у запропонованій конструкції фурми канала підводу газу забеспечить підведення додаткового газа в фурму для створення двопоточної подачі, що дозволить регулювати співвідношення газу/зернистого магнію, швидкість подачі реагенту, що дасть можливість знизити їх витрати.

Завдяки наявності змійовика, що з'єднує канал підводу газу і зовнішню циліндричну камеру роздільника двофазного потоку знижується температурне навантаження за рахунок охолодження стовбура фурми, внаслідок чого підвищується стійкість вогнетривкої футерівки, регенерація тепла, що попадає на фурму шляхом підігріву газу, що подається в розплав, та знизяться втрати тепла на процес.

Завдяки наявності зовнішньої циліндричної камери, яка з'єднує змійовик з міжтрубним простором сопл, забезпечується турбулізація розплаву та його перемішування, створення захисної газової оболонки зони виходу зернистого магнію із сопла від захльостування рідким розплавом устя сопла, підвищення ступеню регулювання введення зернистого магнію за рахунок перерозподілу подачі газу в соплі.

Запропонована корисна модель ілюструється кресленням, де зображена конструкція фурми в повздовжньому розрізі.

Фурма для десульфурації чавуну зернистим магнієм складається з каркасу 1 з вогнетривкої футерівки 2, каналу З фурми з роздільником 4 двофазного потоку в який під кутом 452415" до вертикальної осі фурми вбудовані відводи 5 з соплами 6. Сопла 6 відводів 5 виконані у вигляді конструкції "труба в трубі". Роздільник 4 двофазного потоку з'єднаний з внутрішніми трубами 7 сопл 6 і має зовнішню циліндричну камеру 8, яка з'єднана з міжтрубним простором 9 сопл 6, та за допомогою змійовика 10 - з каналом 11 підводу газу.

Фурма для десульфурації чавуну зернистим магнієм працює наступним чином. Відкривають

Зо подачу газу в канал фурми З і канал 11 підводу газу. Через роздільник 4 газового потоку газ надходить у внутрішні труби 7 сопл 6. Газовий потік з каналу 11 підводу газу заходить через змійовик 10 у зовнішню циліндричну камеру 8 і проходить у міжтрубий простір 9 сопл 6. Таким чином з роздільника 4 двофазного потоку газ виходить через сопла 6 "труба в трубі" двома потоками. Фурму занурюють у розплав на необхідну глибину. Включають живильник подачі магнію у фурму. Реагент через систему інжекції (на кресленні не показано), канал фурми З для підводу магнію з газом, роздільник 4 двофазного потоку і внутрішні труби 7 сопл 6 попадає у розплав чавуну. Після введення необхідної кількості подачу магнію припиняють, фурму піднімають із ковша, а газ перекривають.

Дообладнання фурми соплом у вигляді конструкції "труба в трубі", дозволяє подавати газ другим потоком, знизити температурне навантаження та підвищити вогнетривку стійкість захисного шару, що підвищує міцність вогнетривкої футерівки. При цьому відбувається регенерація тепла, що попадає на фурму шляхом підігріву газу, що подається в розплав.

Використання запропонованої конструкції фурми надає можливість підвищити рівень управління подачею газу для транспортування магнію і перемішування розплаву. При виході газу із зовнішнього простору сопла "труба в трубі" створюється захисна газова оболонка зони виходу від захльостування устя.

Лабораторні дослідження показали, що для введення магнію і його ефективного перемішування в розплаві необхідно визначену витрату газоносія. Це залежить від швидкості виходу газу і магнію із сопла, яка лімітується бурхливістю процесу введення. Занурена фурма, з організацією двохпоточної системи продування, дозволяє регулювати витрату газу без збільшення швидкості потоку, за рахунок збільшення площі введення газу в розплав через сопло у вигляді конструкції "труба в трубі". Це дозволить створювати рівномірне перемішування ванни чавуну навіть при значних витратах магнію, з високим ступенем засвоєння та наповнення ковша.

Таким чином запропонована конструкція фурми для десульфурації чавуну зернистим магнієм поліпшує управління процесом та техніко-економічні показники виплавки чавуну. бо

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Фурма для десульфурації чавуну зернистим магнієм, що містить каркас із вогнетривкої футерівки, канал фурми з роздільником двофазного потоку, відводи з соплами, вбудованими під кутом 45"7ж-15" до вертикальної осі фурми, яка відрізняється тим, що сопла відводів виконані у вигляді конструкції "труба в трубі", роздільник двофазного потоку з'єднаний з внутрішніми трубами сопел і має зовнішню циліндричну камеру, яка з'єднана з міжгрубним простором сопел та за допомогою змійовика - з каналом підводу газу. С дам х. У ни вх Газ є реагені 5 сні сх: НИ Я ех сеежА шен: ее ЗИ ДЕ в: ї -Е х. с ж па а по ох Ей х Н 5. ЕСКЖЖЕЄКЮ реофетттенне я К: : і са ух р Щ іх ще Я ск | Є : ! Е я -к жк в а нин Кр Ще екв: НН сю сх ви р я І ВН НН В З мо и ши чн ши и Шини мих и ши ше ЗУ ад, Коляд КК ВОК, Ше іон ее ння Вся 1 І їх Бай СХ шк людних ше АСУ прое ни КУ о яти Ве оо в Вк Од НО с вия мин М Се я я ВМ У в В вед М ше КОКО КК СО КК » Бех : ех КУ Ш; Із М ї я ем во те КАЄ ум В ях шк АН же шини ж Ви щу т «Жх МІ у хх рес нан у а си ие ння