Фурма

( 9) (11) 5114 С 21 С 5 48 Н фБД 17 ь44 БР САН ВУ К АВТОРСНО д Ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56). Авторское свидетельство СССР(54) (57) ФУРМА, содержащая. корпус и медный наконечник с соплами, расположенными под углом к ее оси, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения стойкости наконечника при пиковых тепловых нагрузках, в торцовой стенке наконечника выполнена полость, заполненная сплавом, содержащим 60,0-99,93 алюминий, при этом количество сплава составляет 3-30% массы торцовой стенки наконечника.Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам дляпродувки металла, и может быть использовано в сталеплавильных цехах.Цель изобретения - увеличение 5стойкости наконечника при пиковыхтепловых нагрузках.При увеличении в 1,5-2,0 разатеплового потока на торцовую стенкуначинает возрастать ее температура. 10Сплошная медная стенка через 5-10 снагревается до температуры плавлениямеди (1083 С 1 и прогорает. Если стенка содержит полость, заполненнуюсплавом алюминия, то по достижении 15отемпературы 540-660 С в зависимости от состава сплава, начинает плавиться алюминиевый сплав. На егорасплавление расходуется тепло в количестве 310-385 Дж/г, что в 1,5- 2 О1,8 раза превышает теплоту плавлениямеди (213,5 Дж/г 1. В связи с расходо,ванием тепла на плавление сплавапроисходит задержка на 10-15 с дальнейшего повышения температуры стенки наконечника. В большинстве случаев длительность воздействия всплесков металла не превышает этих значений. Кроме того, появляется возможность использования системы автоматического подъема фурмы по сигналудатчика повышения температуры, быстродействие которой находится в пределах 8-10 с.На чертеже изображен общий видфурмы, разрез.Фурма содержит медный наконечник 1,сопла .2, расположенные под углом кее оси, и трубы 3 - 5 для подводакислорода и охлаждающей воды. Нако нечник имеет торцовую стенку 6, рас 40.положенную между .соплами, внутри которой выполнена полость 7, заполненная алюминиевым сплавом,Фурма работает следуюшнм образом. 45 В период продувки по трубе 3 по - ступает кислород, который. через соп ла 3 вдувается. в расплав, Внутри тр б 4 и 5 циркулирует вода, охлаждающая наконечник, предохраняя его 50 от прогара, Торцовая стенка значительно чаще, чем другие участки Фурмы, подвергается воздействию всплесков металла, следовательно, пиковых тепловых потоков. При повышении теп ,лопотока на торец наконеччика сверх .номинального уровня температура торцовой стенки повышается вплоть до температуры плавления алюминиевого сплава. За время расплавления спла- ва температура держится постоянной, После расплавления, если воздействие пикового теплопотока прекраща,ется, сплав под воздействием водяного охлаждения кристаллизуется.Предложенные составы и количества сплавов дают возможность защитить торцовую стейку от прогара под воз,действием пикового теплопотока ве личиной 6 "10 Вт/мв течение 15 с.6Материал, заполняющий полость в торцовой стенке, представляет собой сплав на основе алюминия как элемента, имеющего температуру плавления ниже, чем меди (660,1 С по сравнению с 1083 С ), и в то же в емя -Овысокую теплоту плавления 385 Дж/гт и высокую теплопроводность209,3 Вт/м С). Компонентами сплава могут быть различные элементы - магний, кремиий, железо, бериллий никель, молибден и т,д. Содержание алюминия в сплаве составляет 60-99%. Увеличение в алюминиевом сплаве легирующих элементов понижает теплопроводность, теплоту и температуру плавления, поэтому ухудшает тепло- физические свойства сплава с точки зрения защиты торцовой стенки от прогара. Чем выше содержание алюминия в сплаве, чем меньше его количество при прочих одинаковых условиях необходимо для выполнения защитной Функции. Однако применение сплава с содержанием алюминия свыше 99,97 нецелесообразно из-за его дефицитности и высокой стоимости. Применение спла- ва с содержанием менее 607, алюминия нецелесообраЗно из-за недостаточного эффекта охлаждения при плавлении, вызванного уменьшением теплоты плавления сплава ниже 300 Дж/г при увеличении содержания легирующих компонентов.Оптимальные пределы количества сплава установлены экспериментально. Для эффективной защиты торцовой стенки от прогаров при обычно имеющих место пиковых тепловых нагрузках количество сплава должно составлять 3-307. массы торцовой стенки. При содержании сплава менее 37 массы стенки защитный эффект недостаточен даже при использовании алюминия чистотой 99,9%. При содержании сплава более 307 .ухудшаются условия охлаждения участка торцовой стенки, отСоставитель И,ОпесрюкТехред Л.Микеш Корректор М. Демчик. Редактор Н,Яцола Заказ 5470/25 Тираж 553 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/УФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 11 ,деляющего полость, заполненную сплавом, от наружной поверхности торца. Поэтому повышается вероятность ее прогара.П р и м е р 1. Наконечник фурмы диаметром 219 мм конвертера садкой 150 т выполняют 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 полостьбъемом 64 см с тонкостенными 1,2 мм) бортами. В полость заливают 170 г расплавленного технического алюминия чистотой 993. После затвердевания алюминия борта полости завальцовыйают и зачеканивают для придания герметичности. Общая масса торцовой стенки 1,35 кг, количество алюминиевого сплава составляет 127 массы стенки.П р и м е р 2. Наконечник фурмы диаметром 426 мм конвертера саДкой 400. т изготовляют по той же техно логии, что и в примере 1, Толщину медной стенки принимают также 12 мм, средний диаметр торцовой стенки в .пределах межсоплового контура составляет 260 мм. Общая масса торцовой стенки 6,1 кг, объем полости внутри торцовой стенки 875 см , весовое 77357 4количество силумина ( 803 алюминияи 203 кремния) 2,3 кг, что составляет ЗОБ от массы торцовой стенки.П р и м е р 3. Наконечник фурмыдиаметром 114 мм конвертера садкойО т изготавливают по технологии,описанной в примере 1, Толщина медной стенки равна 8 мм. Средний диаметр торцовой стенки трехсопловой О фурмы 80 мм, общая масса торцовойстенки 410 г, в том числе количествосплава АМС (алюминий 972, магний87 и кремний 1780 г, или 203 массы торцовой стенки. Объем полости,занятой сплавом АМС, 30 смэ ФКаждая четвертая фурма выход т изстроя иэ-за прогара торцовой стенки,наконечника. В цехе с годовым производством стали 4,0 млн. т по этойпричине приходится в год заменятьдо 200 фурм. Предохранение от прогаратолько половины этого количества(100 шт. в год ) фурма позволяет получить экономию рабочего времени кон,вертера 500 мин/год, учитывая, чтопереход на продувку новой фурмойвзамен сгоревшей удлиняет плавку всреднем на 5 мин. Экономия агрегатного времени конвертера садкой160 т позволит увеличить выплавкустали на 2000 т, длительность плавки 40 мин.