Фурма

(19) (11) О А 1 1)5 С 21 С 5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬСТВУ ентральное ки, э периее вершиви(21) 4872994/02(71) Институт черной металлургии(72) А,А.Карпенко, В.Я.Ботвинский,В.Ф,Поляков, В.И.Шведченко,А.И.Багрий, С,С,Бродский,Б,Л.Кузьминых, В,В.Несвет,А,А.Ситало и А.Н,Зайвый56) Авторское свидетельство СССР1 ч. 1328387, кл, С 21 С 5/48, 1985,Авторское свидетельство СССРМ 779402, кл, С 21 С 5/48, 1980,Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталеплэвильному производству, и может быть использовано в подовых печах и конвертерах,Цель изобретения - интенсификация нагрева шихты, снижение расхода топлива и увеличение стойкости фурмы,Цель достигается тем, что цсопло выполнено в виде звездочферийные расположены междунами,На фиг, 1 изображен продольный разрез предлагаемой фурмы; на фиг, 2 - разрез по А - А на фиг. 1.Фурма состоит из четырех концентрически расположенных труб, одна из которых, центральная 1, служит для подачи окислителя, две другие 2 и 3 образуют тракт для подачи топлива, труба 4 является корпусом фурмы. Трубы соединены с головкой 5, которая имеет центральное сопло 6, выходное отверстие которого выполнено в виде четы(54) ФУРМА(57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству, и может быть использовано в подовых печах в конвертерах. Сущность; в фурме, содержащей концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи топлива и окислителя, а также подвода и отвода охладителя, и головку с центральным соплом и периферийными тангенциально направленными соплами, центральное сопло выполнено в виде звездочки, а периферий)1 ые сопла расположены между ее вершинами,рехлучевой звездочки, и несколько, например четыре, цилиндрических сопла 7 для подачи топлива, расположенных между вершинами звездочки, Сопла 7 направлены тангенциально относительно вертикальной оси фурмы, а их оси составляют с вертикальной диаметральной плоскостью фурмы угол 10-60 О,Фурма работает следующим образом, В центральное сопло 6, отверстие которого выполнено в виде звездочки, подают окислитель, поток которого увеличивает свою поверхность путем образования дополнительных поверхностей в виде расходящихся лучей, В цилиндрические сопла 7, которые расположены между вершинами звездочки и тангенциально направлены относительно оси фурмы и основного потока кислорода, подают топливо. На выходе из фурмы истекающие струи приобретают движение, направленное перпендикулярно расходящимся лучам кислородного потока. и тангенциэльное джение относительно основного потока окислителя. Наличие центрального сопла, выполненного в виде звездочки,и расположение газовых сопел между вершинами звездочки, позволяет интенсифицировать процессы перемешивания тангенциальных струй топлива со струей окислителя путем внедрения струй топлива как в основной поток окислителя, так и лучеобразные его потоки, а также за счет увеличения поверхности контакта окислителя с топливом, В результате лучшего перемешивания топлива с окислителем интенсифицируются процессы горения топли ва и снижается его расход.В период рафинирования расплава окислителем продувку ведут без погружения головки фурмы в металл, так как глубина внедрения струи, истекающей из сопла, имеющего форму звездочки, значительно больше, чем для эквивалентного по расходу круглого сопла, При этом снижаются тепловые потери с охлаждающей фурму водой и возрастает ее стойкость за счет увеличения объема реакционной зоны и снижения окислительного потенциала газовой фазы путем увеличения глубины внедрения струи в металл и лучшего перемешивания топлива с окислителем, снижается теплонапряженность в очаге продувки и увеличивается выход жидкой стали.Таким образом, использование изобретения позволяет интенсифицировать нагрев металлошихты, увеличить выход жидкой стали, снизить расход топлива и увеличить стойкость фурмы.П р и м е р, Исследование эффективности работы фурменных устройств предлагаемой конструкции и принятой за прототип были проведены на 500-тонной мартеновской печи. Испытывались три конструкции фурм: вариант А - предлагаемая конструкция фурмы; вариант Б - конструкция фурмы, у которой центральное сопло выполнено в виде звездочки, а периферийные сопла расположены против вершины звездочки; вариант В - конструкция фурмы отвечала конструкции, принятой за прототип.Основные технико-экономические показатели плавок, проведенных с использованием трех типов фурм, приведены в таблице.Лучшие технико-зкономические показатели относятся к предлагаемой конструкции фурм (вариант А), Длительность плавки уменьшилась по сравнению с прототипом на 5,4 ф , в том числе период прогрева на18 , а плавления и доводки на 4,9 ф , приэтом сократились удельные расходы топлива и кислорода соответственно на 6,4;5 16,3 ф , запыленность дымовых газов на50 , содержание железа в шлаке на 6 абс.ф или 43,4 отн. ф , выход жидкой стали увеличился на 1.0 абс,или 1,1 отн. . Стойкостьфурм увеличилась в 15 раз10 Ухудшение технико-экономических показателей при использовании фурм с расположением сопел для подачи топлива противвершины звездочки (вариант Б) по сравнению с предлагаемой конструкцией (вариант15 А) объясняется некоторым ухудшением перемешивания потоков топлива с окислителем, так как при расположении газовыхсопел против вершин лучей звездочки струитоплива, истекающие из тангенциальных20 сопел, не внедряются в боковую поверхность потоков окислителя, образуемых лучами звездочки на поверхность основногопотока.Значительное сокращение длительно 25 сти плавки при применении фурм предлагаемой конструкции (вариант А) по сравнениюс конструкцией, принятой за прототип, произошло в основном за счет сокращения периода прогрева и обусловлено лучшим30 перемешиванием топлива с воздухом и увеличением скоростей истечения топливнокислородной смеси,Увеличение выхода годного обусловлено снижением потерь металла со шлаком и35 снижением уровня пылеобразования в рабочем пространстве печи.Увеличение стойкости фурмы связанотем, что процесс продувки металла кислородом проводится без погружения в металл,40 что позволяет сократить безвозвратныетепловые потери с охлаждающей фурму водой и расход топлива.Формула изобретенияФурма, содержащая концентрично рас 45 положенные трубы, образующие тракты дляподачи топлива и окислителя, а также подвода и отвода охладителя, и головку с центральным и периферийными тангенциальнонаправленными соплами, о т л и ч а ю щ а я 50 с я тем, что, с целью повышения интенсивности нагрева шихты, увеличения выходажидкой стали, снижения расхода топлива иувеличения стойкости фурмы, центральноесопло выполнено в виде звездочки, а пери 55 ферийные расположены между ее вершинами,1803430 Варианты конструкцийм Показатели Б 9,711,644,191,0 9,34 1,47 4,0 91,8 9,201,33 3,992,0 Длительность плавки, часв том числе прогревплавление + доводкаВыход жидкой стали, фУдельные расходы, кг/ттопливакислородаСодержание железа в шлаке,Запыленность дымовых газов ввертикальном канале, г/мзСтойкость фурмы, количествоплавок 110,0 48 18 106,0 42,0 14103,040,212 14 232 220 оставитель А.Карпенехред М.Моргентал Коррект едактор А Полион етро Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 аказ 1033 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5