Фурма

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 910784(22) Заявлено 0301.78 (21) 2562498/22-02 1 М Кп 3 с присоединением заявки М 2562499/22-02 С 21 С 5/48 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8 Э Опубликовано 070382,Бюллетень МР 9 Дата опубликования описания 070382 72) Авторыизобретения К.Гонтарев, А.Г.Касторнов, Б.Н.Маймур Н.Ъ.Носач, В.К.Рочняк и В.Ф.Присняк Институт черной металлургии и Днепропетровсфй орде) Заявмтелк УРУДового КРасного Знамени 1"осУДаРственный 1 ЦивеРсй им. 300-летия воссоединения украины с Россйей") ФУРМА гии про глу О 2 О со 1Изобретение относится к металлури может быть использовано прииэводстве стали в конвертерах сбинной продувкой.Наиболее близкой по технической: сущности и достигаемому результату к изобретению является фурма погружения, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракт подачиокислителя, замкнутую полость испарительного охлаждения, внутренняя поверхность которой покрыта капиллярнбпорйстым материалом, и теплообменник, охватывающий верхнюю часть полости испарительного охлаждения; в полости испарительного охлаждения создано небольшое разрежение. Нижняя часть полости частично заполнена теплоносителем (тетрахлордифинилом - С, Н 6 С 6). При погружении фурмы в Ю 6расплав,теплоноситель испаряется в наконечнике, а пары по. полости корпуса поднимаются в теплообменник и конденсируются, передавая скрытое тепло парообраэования вторичному контуру охлаждения. Жидкий теплоноситель по капиллярнопористому материалу поступает снова в зону нагрева, чтоздаег замкнутое его перемещение 1.. Недостатком известной конструкции фурмы является существенный нагрев потока окислителя вследствие иэотермичности корпуса и наличия теплового потока по всей его длине, направленного в сторону вдуваемого газа. Повышение .температуры окчслителя приводит к изменению его давления перед соплами и работе последних в нерасчетном режиме, при котором наблюдается либо истечение сжа- тых струй и, следовательно, неравномерный, пульсирующий характер движения, либо отрыв струй от стенок сопл с образованием в них участков разрежения Пульсация струй окислителя передается ванне, способствуя возникновению брызг неравномерного газовыделения, движения в ванне и выбросов, Разрежение в соплах приводит к подсосу в них металло-шлаковой эмульсии, окружающей фурму, быстрому износу и прогару последней. Кроме того, изменение аэродинамики кислородных струй обуславливает уменьшение их выходной скорости и плотности, глубины проникновения окислительного газа в металл, а также мощности перемешивания ванны, что снижает тепло . и-массоперенос из эоны продувки вобъем расплава и приближает реакционную зону к наконечнику фурмы. Все это снИжает стабильность режима продувки и стойкость фурмы. При погружении фурмы и расплав нижняя ее часть оказывается нагруженной тепловым потоком, плотность которого достигает величины 5:10 вт/м . При укаэанной величине теплового потока кациллярнопористый материал не справляется с быстро растущим количеством сконден-, 10 сированного в теплообменнике теплоносителя. В результате зона нагрева корпуса фурмы начинает недополучать тепяоноситель. Это приводит к нарушению изотермической работы нижней части корпуса, подсыханию капиллярнопористого материала, ухудшению теплосъема и повышению температуры на этом участке, что может привести к выходу фурмы иэ строя.20Цель изобретения в .понышение стабильности режима продувки и стойкости фурмы. Поставленная цель достигается тем, что фурма для подачи окислителя ниже уровня расплава, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие, тракт подачи окислителя, замкнутую плотность испарительного охлаждения, внутренняя поверхность которой покрыта капиллярно-по ристым материалом, и теплообменник, охватывающий верхнюю часть полости испарительного охлаждения, снабжена дополнительной промежуточной трубойдефлектором,жестко установленным но 35 внутренней трубе тракта подачи окислителя с кольцевым зазором по всей длине, составляющим 0,028-0,085 толщины стенки этой трубы и открытым в нижнем конце тракта, и кожухом, 40 охватынающимнижнюю часть полости испарительного охлажденйя, установленным вокруг нее с зазором, составляющим 0,3-0,7 толщины стенки кожуха и открытым снизу. 45При этом концевая часть дифлекторавыполнена в виде разрезного сопла,На фиг. 1 изображена предлагаемая фурма, продольный разрез; на фиг. 2 узел 1 на фиг1.фурма состоит из корпуса 1, выполненного из наружной и внутренней труб 2 и 3, соединенных в нижней части с наконечником 4, В наконечнике установлены под необходимым углом дутьевые сопла 5 Лаваля, угол наклона которыхи их количество;определяется технологическим режимом продувки. Верхняя часть корпуса заключена в теплообменник б, представляющий собой вторичный контур охлаждения фурмы. Элемен .ты корпуса фурмы образуют герметичную отвакуумированную полость 7, ннутренняя поверхность которой покрыта слоем капиллярно-пористого материала 8, причем полость частично запол 65 иена теплоносителем 9.фурма снабжена дефлектором 10, который жестко установлен во внутренней трубе и верхнейее части и образует с ней по всей ,длине окислительного тракта кольцевой зазор 11, открытый со сторонысопл. Нижняя часть корпуса фурми дотеплообменника помещена с зазором12 в открытый снизу кожух 13, выполненный из материала, аналогичногоматериалу корпуса. Концевая частьдефлектора выполненна в виде разрезного сопла 14. Величина зазорамежду дефлектором и внутренней трубкой 0,28-0,085 толщины стенки этойтрубы.сТакое решение исключает передачутейла окислительному газу, вследствие создания пониженного давлениягаза в зазоре 11 путем использованияэдектирующего действия подаваемогопотока окислителя. Пониженное давление н зазоре и дефлектор, служащий также тепловым экраном резкоунеличивают термическое сопротивление кислородного тракта и обеспечивают стабильность режима продувки,а также повышение стойкости фурмы.Значительное уменьшение передачитепла окислителю устраняет также из"лишнюю конденсацию и скопление тедлоносителя на стенках и в полоститеплонапряженной части корпуса, чтообеспечивает оптимальность работы первичного контура охлаждения и повышает надежность работы фурмы. Уменьшение зазора не обеспечиваетнеобходимого термического сопротив" ления тепловому потоку и работу сопл в расчетном режиме, Увеличение зазора приводит к пережиму газовоготракта и незначительному понижению давления в зазоре, что с одной стороны, требует увеличение разМеров корпуса фурмы, а с другои - не обеспечивает неоьходимой стаоильности продувки.Зазор между кожухом и корпусом0,3-0,7 толщины стенки наружной тру" бы корпуса фурмы. Указанная величина зазора способствует заполнению его шлаком, что в свою очередь обеспечивает дальнейшее увеличение термического сопротивления корпуса фурмы, снижает требования к выбору материала корпуса, капиллярной структуры, теплоносителя и их совместимости. Увеличение зазора приводит к оплавлению кожуха и последующему его разрушению, а уменьшение зазора - к снижению градиента температуры и к образованию интермеТаллических соединений. Это позволяет использовать в качестве материалов для корпуса и кожуха нержавеющую сталь вместо дорогостоящих и,дефицитных сплавов, а н качестве капиллярной структуры - сетку из нержаФормула изобретения веющей стали. В качестве теплоносителя вместо висмута, теллура, сурь-. мы, свинца, стронция, серебра или инция используют щелочные металлы калий или натрий.Фурма работает следующим образом.После эавалки шихты и установки конвертера в рабочее положение в его полость вводят Фурму и одновременно подают окислитель. В зависимосги от принятого технологического режима Фурму погружают в расплав на заданную глубину и осуществляют продувку. Под воздействием внешнего теплового потока теплоноситель 9 в полости 7 корпуса 1 фурмы испаряется,а его па ры проходя через капиллярно-пористый материал З,перемещаются из зоны нагрева в зону конденсации теплообменника б, вследствие наличия перепада давления между этими зонами. Сконденсированный в жидкость теплоноситель по транспортному каналу между капиллярно-пористым материалом и корпусом возвращается вследствие ка" пиллярного эффекта в зонунагрева. Это обеспечивает непреРывную циркуляцию теплоносителя в полости кор пуса и его охлаждение, Тепло, отданное теплоносителем в теплообМеннике, отводится охлаждающей жидкостью вторичного контура охлаждения, При прохождении окислительного газа через дефлектор, вследствие эжектирующего действия сопла 14 в зазоре 11 между дефлектором и корпусом фурмы создается пониженное давление га эа, которое повышает термическое сопротивление газового тракта и значительно уменьшает количество тепла, передаваемого газу. Это исключает изменение температуры и давления 40 окислителя и обеспечивает работу сопл Лаваля в расчетном режиме, В этом случае волны расширения - сжатия и пульсации струй не возникают, способствует спокойному ходу продув ки, уменьшению брызгоуноса и выбросов. Устранение участков разрежения в соплах исключает подсос окружающей металлошлаковой эмульсии, преждевременный износ и прогар фурмы. 50 Стабилизаций аэродинамики кислород" ных струй обеспечивает заданную глубину проникновения их в расплав,интенсивное перемешивание ванны иувеличение тепломассопереноса из зоны процувки в сбъем расплава. Приэтом реакционные эоны смещаются вглубь расплава от фурмы на расстояние 35"40 калибров отдельного сопла(вместо 10-15, как в известном решении).Использование предлагаемой фурмыповышает стабильность режима продувки, интенсивность процесса рафинирования и стойкость Фурмы.Экономический эффект от внедрения данного изобретения 18-25 тыс.руб. на 1 Фурму,1, Фурма для подачи окислителя ниже уровня расплава, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракт подачи окислителя, замкнутую полость испарительного охлаждения, внутренняя поверхность которой .покрыта капиллярно-пористым материалом, и теплообменник, охватывающий верхнюю часть полости испарительного охлаждения, о.т л и " ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стабильности режима продувки,и стойкости Фурмы, она снабжена дополнительной промежуточной трубой - дефлектором, жестко установленным вовнутренней трубе тракта подачи окислителя с кольцевым зазором по всей длине, составляющим 0,028-0,085 толщины стенки этой трубы и открытым в нижнем конце тракта, и кожухом, охватывающим нижнюю часть полости испарительного ох-, лаждения, установленным вокруг нее с зазором составляющим 0,3-0,7 толщины стенки кожуха и открытым снизу.2,.Фурма по п.1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, концевая часть дефлектора выполнена в виде разрезного сопла. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 324272, кл. С 21 С 5/48, 1969910784 оставитель С.Миронов ехред А.Ач Коррек Пож Редакто улько о аказ 4 лиал ППП фПатент" г. Ужгород Проектн 46/4ВНИИПИ ГосудаРпо делам изо113035, Москва ираж 5венногетенийЖ,87 Подпио комитета СССи открытийРаушская наб.,