Кислородная фурма

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1.10 О 2365(ф 4) М К 3 сприсоединениемэаявки ЙоС 21 С 5/48 Государственный комитет СССР но делам. изобретений и открытий(71) Заявитель Днепродзержинский ордена Трудового Красного Знамени индустриальный институт им. М.И.Арсеничева(54) КИСЛОРОДНАЯ ФУРМА Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к кон-струкции кислородных фурм для дожигания окиси углерода в полости конвертера, и может быть использовано при выплавке стали в агрегатах, работающих с донной и боковой продувкой ван-. ны.Известна фурма для подачи кислорода сверху в конвертор, имеющая головку с соплами для продувки жидкого металла и расположенные над ней в несколько рядов по окружности сопла, размещенные в шахматном порядке с одинаковым наклоном к оси Фурмы 11.Такая конструкция Фурмы благодаря созданию сплошной газовой завесы над зоной продувки повышает эффективность защиты огнеупорной кладки агрегата от брызг металла и шлака, однако вызывает чрезмерное переокисление шлака, а также перегрев и сжигание футеровки конвертора из"за преимущественного развития дожигания окиси углерода в районе его горловины.По этим причинам существенно сни- ,. жается эффективность передачи тепла. от сгорания окиси углерода в самой ванне, а также стойкость футеровки 30 конвертера, что приводит к отказу от использования таких фурм в промышленных конверторах.Отмеченные недостатки в некотовой степени устраняются в конструкциях Фурм, предусматривающих развитие дожигания окиси углерода вблизи поверхности ванны при одновременном уменьшении выбросов металла и шлака из эоны продувки.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является фурма, содержащая систему концентрично расположенных труб для подвода газа, подвода и отвода охладителя, многосопловую головку и свободно расположенный вокруг нее экран в виде огнеупорной трубы 12).При использовании такой фурмы эона продувки оказывается изолирован-. ной от рабочего пространства агрегата, При этом образующиеся в высокотемпературной зоне брызки металла и шла" ка локализуются внутри огнеупорного экрана, окружающего головку фурми и возвращаются в расплав.Известная конструкция Фурми не позволяет осуществлять эффективного дожигания в полости конвертора дан 1002365ного дутья окиси углерода, равномерно выделяющейся по площаци ванны.Конструктивно это связаио со свободным (не закрепленным) расположением экрана вокруг головки фурмы. Поэтой причине продувка осуществляет,ся только при расположении головкифурмы внутри экрана, погруженногопримерно на треть в расплав шлака иметалла. В этом случае зона распрост-,ранения кислородных струй в процессепродувки практически изолирована отрабочего пространства конвертора, апоэтому окись углерода слабо вовлекается в кислородный поток через един- .ственный кольцевой зазор, образованный наружной поверхностью фурмы ивнутренней поверхностью экрана. Эжекция окиси углерода в кислородный поток из отделенных объемов рабочегопространства конвертора затрудненатакже из-за встречного выхода газовиз ванны в пределах площади погружен-.ного в расплав экрана. Все это ведетк ограниченному дожиганию окиси уг"лерода в локализованной области, занимающей .слишком малый объем по отношению к рабочему пространству конвертора над ванной и, как следствие,к малоэффективному .нагреву ванныи снижению доли переплавляемого скрапа в шихте.30Недостатком фурмы также являетсяизготовление экрана в виде огнеупорной цилиндрической трубы. Цилиндрическая огнеупорная труба ограничивает рассредоточение кислородных струй 35путем увеличения угла наклона соплк вертикали в головке фурмы и темсамым нельзя увеличить площадь высокотемпературного воздействия факеладогорающей окиси углерода на ванну 4 Опри выбранных размерах головки и экрана, так как в противном случаеэкран быстро выходит из строя из-завоздействия на него высокотемпературных струй.,45Кроме того, огнеупорный экран обладает низкой механической прочностьюи недостаточной термостойкостью вусловиях высоких температур рабочегопространства конвертора, что ведетк пониженной стойкости фурм.Цель изобретения - повышение эффективности дожигания окиси углеродаи увеличение стойкости фурмы.Цель достигается тем, что в кислородной фурме, содержащей систему . 55концентрично расположенных труб дляподвода газа, подвода и отводаохладителя, многосопловую головкуи расположенный вокруг нее с зазоромэкран, экран выполнен, составным в 60виде концентрически расположенных.и жестко соединенных между собойобечаек в форме усеченных конусов,образующих кОльцевые щели, причемобечайка наименьшего диаметра при креплена к фурме, а остальные обечайки установлены с последовательным увеличениемих диаметра в сторону истечения газов из фурмы.1 При этом составной экран может ,быть металлическим с закрепленной на нем металлической сеткой на кото, рую нанесена огнеупорная обмазка.На фиг.1 изображена предлагаемая кислородная фурма, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху.фурма содержит три концентрично расположенные трубы 1,2 и 3, образующие тракты для подачи кислорода, подвода и отвода воды и головку 4 с соплами 5. К наружной трубе 1 над головкой фурмы прикреплен с помощью ребер б составной экран, выполненный в виде концентрически расположенных исоединенных: между собой ребрами б металлических обечаек 7 в форме усе- ченного конуса. Обечайки .изготавливаются и з жаропрочной стали. Они установлены ступенчато вниз от торца головки с увеличением наружного диаметра. экрана по нормали к оси фурмы. Между обечайками образованы кольцевые ,щели 8. На поверхности обечаек и ребер составного экрана закреплена металлическая сетка 9, а на сетку нанесен слой огнеупорной обмазки 10. Сетка способствует удержанию обмазки на поверхности экрана, что увеличи.вает стойкость экрана.Фурма.работает следующим образом.Она вводится через горловину конвертора, при этом в рабочем положении нижний срез составного экрана располагается на определенной высоте над уровнем жидкой ванны.По внутренней трубе 3 кислород поступает к головке фурмы 4 и истекает через сопла 5 внутри составного экрана в рабочее пространство конвертора. Вода для охлаждения фурмы поступает в зазор между трубами 2 и 3, омывает головку с соплами и отводится по зазору между трубами 1 и 2.В процессе истечения кислородных струй внутри составного экрана вдоль его стенок образуется разрежениечто способствует более интенсивному подсосу в кислородный поток через кольцевые щели окиси углерода, выделяющейся из ванны при донной продувке. В результате происходит интенсивное сгорание окиси углерода в потоке кислорода, на пути к ванне образуется высокотемпературный направленный факел, который омывает значительную поверхность конверторной ванны, что.способствует более эффективной передаче тепла ванне от факела и лучшему нагреву последней. При этом высокотемпературный факел не воздействует непосредстведно на стенки конвертора, что повышает стойкость его футеровки.По сравнению с прототипом предлагаемая фурма позволяет более эффективно дожигать окись углерода в рабочем пространстве конвертора и улучшить нагрев ванны, увеличить стойкость фурмы; повысить долю скра па в металлошихте в результате более эффективного нагрева ванны; ускорить процессы шлакообразования, десульфурации и дефосфорации, а также повысить стойкость футеровки , конвертера.Предлагаемая хурма по сравнению с прототипом надежнее в эксплуатации,ее 15 стойкость должна быть минимум на 50. выше. Доля скрапа в металлошихте конвертора при использовании фурмы может быть. увеличена минимум на 1, 5.20Формула изобретения1. Кислородная фурма для дожигания окиси углерода в полости конвертера, содержащая систему концент,рично расположенных труб для подвода газа, подвода и отвода охладителя,многосопловую головку и расположенный вокруг нее с зазором экран,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения эффективности.дожигания окиси углерода и увеличения стойкости фурмы, экран выполненсоставным в виде концентрически рас, -положенных и жестко соединенных между собой обечаек в форме усеченныхконусов, образующих кольцевые щели,причем обечайка наименьшего диаметра прикреплена к фурме, а остальные обечайки установлены с последовательным увеличением их диаметрав сторону истечения газов из фурмы,2. Фурма по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что составной экранвыполнен металлическим с закрепленной на нем металлической сеткой,на которую нанесена огнеупорнаяобмазка.Источники информации.,принятые во внимание при экспертйзе1. Авторское свидетельство СССРР 255306, кл. С 21 С 5/48, 1967.2. Авторское свидетельство СССР1002365 ставитель О,Попхред М.Тепер ректор М.Коста едактор О.Юркова Заказ 1730/ ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна Ф Тираж 566 ВНИИПИ Государственно по делам изобретены 113035, Москва, Ж, Подписноекомитета СССРоткрытийушская наб д. 4/5