Горловина конвертера

(71) Норильский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени горно-металлургический комбинат им.А.П.Завенягина(56) Авторское свидетельство СССР В 434099, кл. С 21 С 5/44, 1977.Авторское свидетельство СССР В 669162, кл, С 22 В 15/06, 1977.(54)(57) ГОРЛОВИНА КОНВЕРТЕРА,содержащая боковые,. заднюю и лобовую стены с верхней частью и основанием, закрепленным на конвертере, о т -1 л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения срока службы, горловина снабжена открытым кольцеобразным желобом, образованным двойными стенками и основанием, и охлаждаемым элементом, размещенным в теле верхней части горловины, верхняя часть горловины с охлаждаемым элементом размещена в полости желоба, причем лобовая стена с верхней частью горловины по оси ее симметрии выполнена вогнутой по высоте и выпуклой в пла- не1 121Изобретение относится к металлургии тяжелых металлов, а именно к плавильным агрегатам и, в частности к конструктивным элементам конвертеров. 5Цель изобретенияупрощение конструкции и увеличение срока службы горловины.Горловина снабжена открытым коль цеобразным желобом,. который образо ван двойными стенамии основанием. Такое соединение стен с основанием необходимо для того, чтобы внутри желоба (в его полости) разместить тело верхней части горловины с ох лаждаемым в нем элементом. Такие конструктивные особенности горловины позволяют увеличить срок ее службы путем отвода тепла от горловины с помощью проходящего охладителя и 20 путем конвективного обмена с окружающим воздухом.Стены желоба между собой и с основанием выполнены неразъемными.Такая конструкция горловины упрощена 25 и содержит в 2-3 раза меньше деталей,чем известные,чтосокращает время ее изготовления, монтажа и ремонта, Стены горловины можно изготовлять из проката путем раскроя по 30 шаблонам, гибки и соединения, например, сваркой. Такая конструкция является литосварной и увиличивает срок службы горловины путем исключения выхода ее из строя в местах креплений, соединений, имеющих большие тепловые и механические нагрузки.Тело верхней части горловины сразмещенным в нем охлаждаемым элементом можно отливать непосредственнона конвертере путем поворота его натребуемый угол с помощью главногопривода, что значительно сокращаеттранспортно-монтажные расходы и простонпри ременте. Охлаждаемый элемент, размещенный внутри желоба по всему периметру горловийы, заливают материалом с высоким коэффициентомтеплопроводности, например медью (можно испольэовать графит и т.п.), для того, чтобы обеспечить необходимый отвод тепла по всему периметру тела верхней части горловины и увеличить срок ее службы. Кроме того, медь, используемую для отливки тела верхней части гор 320ловины, можно использовать многократноЛобовая стена горловины и размещенная в ней верхняя часть от боковых стен к оси симметрии горловины плавно в плане увиличены (ширина лобовой стены увеличина),. а по высоте они уменьшены, т.е. плавно уменьшена высота лобовой стены и размещенной в ней верхней части от боковых стен к оси симметрии горловины.увеличение ширины лобовой стены и уменьшение высоты лобовой стены необходимо для того, чтобы увеличить площадь ее поперечного сечения в несколько раз (2,5-3,5 раза), обеспечив тем самым более быстрое выравнивание температуры стен горловины по всему периметру за счет теплопроводности и конвективного обмена (конвекции). Благодаря увеличению ее ширины лобовая стена легче выдерживает механические нагрузки, например,при подведении ковша для слива металла и ударах его о лобовую стену. Уменьшение лобовой стены по высоте обеспечивает наименьшую площадь контакта с ней расплава при разливе, следовательно,:меньший тепловой поток потребуется отводить от горловины, и условия ее работы улучшаются,На увеличение срока службы горловины влияет также то, что настыли удаляются легче. Это обусловлено тем, что при продувке конвертера мелкие брызги и выплески с высокой температурой попадают на стены горловины, которые имеют температуру значительно ниже, при этом они (брызги и выплески) быстро охлаждаются. Происходит температурная усадка брызг, в результате чего они, слизываясь,закрепляются непрочно на стенах горловины, Поэтому удаление настылей осуществляется менее трудоемко, а иногда настыли осыпаются под своей тяжестью непосредственно в конвертер.Для лучшего понимания обозначают ширину задней и боковых стен с размещенной в них верхней частью - А, а их высоту в . В, т.е. ширина А и высота В верхней части горловины одинаковая на задней и боковых стенах. Ширина А лобовой стены увеличивается до ширины С, при этом высота В лобовой стены уменьшается до высоты Д. Размеры А, В, С, Д зависят от теплового режима конвертера, от вида сисз 1 тем охлаждения, размеров охлаждаемого элемента, конструкции напыльника конвертера и т,п. Чем вьппе эффективность охлаждения верхней части горловины конвертера, тем эти размеры меньше. Например, при конвертировании медно-никелевых штейнов и условном диаметре охлаждаемого элемента (змеевика) 30 мм при использовании в качестве охладитепя паровоздушной смеси ширина А равна 100-150 мм.При А меньше 100 мм уменьшается надежность в работе и увеличивается опасность прогара, чему также способст- вуют механические нагрузки, возникающие при удалении настылей. Чем меньше ширина А, тем меньше площадь сечения АфВ, следовательно, меньший тепловой поток может быть отведен теплопроводностью от лобовой стены при сливе расплава к боковым и задней стенам, как относительно холодным. Эта особенность крайне важна при аварийном отключении подачи охладителя через змеевик или резких изменениях параметров охладителя. Чем больше ширина А, тем больше поверхность отдачи тепла к окружающему воздуху и больше площадь сечения А В, т.е. лучше происходит выравнива-, ние температуры стен горловины. Высота В находится в пределах 350 - 600 мм. В практике цветной металлургии различают "низкие" и высокие"щгорловины ( в зависимости от конструкции напыльников ), Чем больше высота В, тем больше поверхность теплообмена с окружающим воздухом,улучшается выравнивание температуры стен, тем надежнее работает горловина. Высота Д находится в пределе 100 - 250 мм. Если Д меньше 100 мм, ухудшаются условия охлаждения, увеличивается опасность прогара лобовой стены. Если Д больше 250 мм, увеличивается площадь контакта расплава с лобовой стеной, через которую сливают расплав. Горловина больше нагревается, что понижает надежность ее в работе. Чем меньше высота Д, тем меньше нагревается горловина при сливе расплава и повьппается надежность ее в работе за счет того, что поток контактирует с меньшей площадью лобовой стены (т.е.он контактирует с внутренней стенкой, с высотой Д, по ней сливаются в ковш).Ширина С должна быть такой, чтобы площадь сечения СД была больше11320 4 н 2,5-3,5 раза площади сечения АВ.Это необходимо для более быстроговыравнивания температуры по всемупериметру верхней части горловины засчет теплопроводности.На фиг.1 схематически изображенапредлагаемая горловина, общий вид;на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.2.Горловина конвертера содержит бо 5 10ковые стены 1, лобовую стену 2,заднюю стену 3, закрепленные на основании 4. Верхняя часть 5 горловины содержит залитый в ее теле охлаждаемыйэлемент (змеевик) 6, боковые 1, лобовая 2 и задняя 3 стены выполненыдвойными и соединены жестко междусобой и с основанием 4, образуя кольцеобразный открытый желоб. В последнем размещено (в данном случае - 2залита медь) тело верхней части 5горловины с охлаждаемым элементом 6,повторяя форму желоба. Лобовая стена 2,начиная от боковых стен 1, коси симметрии горловины плавно вплане увеличена, а по высоте лобоваястена 2 уменьшена (фиг.1 и 2). Ширина задней стены 3 и боковых стен 1горловины(ширина А)одинаковая, высота задней стены 3 и боковых стен 1 30высота В)также одинаковая, У лобовой стены 2 от боковых стен 1 к осисимметрии горловины ширина А увеличивается до ширины С, а высота Взадней стены 3 и боковых стен 1уменьшена до высоты Д, Основание 4горловины закреплено на корпусе 7конвертера болтами и гайками 8 и 9.Устройство работает следующим .образом.Когда конвертер находится в рабочем положении, происходит подача охладителя по охлаждаемому элементу 6.Охладитель, проходя по всему перимет.ру горловины, т.е. по. всей длине охлаждаемого элемента 6, нагреваетсяи отводит тепло от стен охлаждаемогоэлемента 6 и тела верхней части 5горловины, охлаждая горловину, Когдаконвертер наклоняют, сливая расплав 5 О в ковш, расплав контактирует с лобовой стеной 2 в самом низком ееместе (высота Д). При этом охладитель, проходящий по охлаждаемому.элементу 6, отводит тепло, причем в 55 основном от лобовой стены 2. В рабочем положении и при сливе расплава из конвертера постоянно происходит конвективный теплообмен с окру 1211320жающим воздухом и выравнивание темтератур стен 1 - 3 теплопередачей.Преимущества предлагаемой горловины конвертера . - по сравнению с прототипом заключаются в том, что она конструктивно упрощена и содержит в три раза меньше деталей благодаря . ее литосварной конструкции, что сокращает время ее изготовления и ремонта; трудоемкость удаления насты" лей намного снижена вследствие охлаждения горловины по всему периметру. Кроме того, конструкция горлови"ны создает удобство при ее обслуживании, например при производствемелких ремонтов, так как позволяетпроизводить подзаливку отдельныхучастков непосредственно на конвер О тере, что сокращает время на ремонтв 1,7 раза.211320 б-Ю Составитель В.КрасинаРедактор С.Лисина Техред О.Неце Корректор А, Тяско Тираж 567 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5