Кислородная фурма

(19) 5 48 51) 5 РЕ ЕНИЯ АВТОРСКОСВИДЕТЕЛ ЪСТВ ернои металчным устрой- содержащая трубы, обраами для подвода воды и иферийными конценулокк ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗО( 1) 4749429/02 ( 2) 12.10.89 ( 6) 30.08,93. Бюл. % 32 ( 1) Институт черной металлургии ( 2) А.М,Поживанов, И,И.Кобеза, А,И.Багрий, Ю,Ф.Вяткин, М,А.Поживанов и В,Г.Гол б( б) Авторское свидетельство859462, кл. С 21 С 5/48, 19 ( 4) КИСЛОРОДНАЯ ФУРМА ( 7) Изобретение относится к в частности к продувоКислородная фурма, трично расположенные е корпус фурмы с тракт ислорода, подвода и от у с центральным и пер Изобретение относится к чернаи метал лургии, в частности к продувочным устройствам, используемым в кислородных к нвертерах, и может быть использовано в к нструкциях кислородных фурм для прод вки металла и дожигания газов в конверт ре,Цель изобретения - интенсификация д жигания конвертерных газов, сокращен е времени продувки и снижение энерго трат при выплавке стали в конвертерах,На фиг. 1 схематично показана фурма;н фиг, 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - графики.Фурма(фиг, 1, 2) состоит из концентричнр расположенных труб 1, 2, 3, образующих кбрпус фурмы с трактами для подвода киссоплами для подачи окислителя на продувку и дожигание газов, соединенную с корпусом фурмы промежуточными патрубками; трубопроводы подвода и отвода воды 9, 10 и трубопровод подвода кислорода; направляющие лопатки 13, установленные в центральном сопле 11 головки 4. Новым в кислородной фурме является центральное сопла с площадью критического сечения 0,20-0,25 суммарной площади критических сечений периферийных продувочных сопл, позволяющее сформировать "мягкую" кислородную струю для дожигания конвертерных газов, Изобретение может использоваться при разработке конструкций кислородных фурм, 1 э.п. ф-лы, 3 ил 1 табл. лорода, подвода и отвода воды, головку 4 с центральным 5 и периферийными б сопла.ми, соединенную с корпусом фурмы промежуточными патрубками 7, 8, 9; трубопроводов подвода и отвода воды 10, 11 и трубопровода подвода кислорода 12, направляющих лопаток 13, установаленных в центральном сопле 5 головки 4.Площадь критического сечения центрального сопла 5 выполнена равной 0,20- 0.25 суммы площадей критических сечений периферийных сопел 6.Фурма работает следующим образом.Кислород с начала продувки подается в реакционную зону по всем соплам 5 и 6 головки 4 одновременна. При встрече кислорода, подаваемого по центральному со 1837077плу, с отходящей из центральной области реакционной зоны окисью углерода зажигается факел.При окислении окиси углерода до двуокиси выделяется дополнительное количество тепла, позволяющее расплавить дополнительное количество лома.При испытаниях фурмы с различными соотношениями площадей критических сечений центрального и периферийных сопел на Мариупольском металлургическом комбинате им. Ильича на конвертере садкой 160 т при интенсивности продувки 400 м /минз были получены количественные характеристики технологических параметров, представленные в таблице. Как видно из приведенных данных, наилучшие технологические результаты достигаются при соотношении площадей Ркрц/ Х Гкрп 0,22; 0,23, что наглядно иллюстрируется графиками, представленными на фиг. 3, Отчетливо проявляется экстремальный характер зависимостей о, 3, г от Гкрц/Х гкрп в исследованном диапазоне, дающем представление и о технологических свойствах аналога (нижняя граница диапазона) и прототипа (верхняя граница диапазона). Однако практическое воплощение фиксированного соотношения 0,22; 0,23 в производстве невозможно по чисто техническим причинам, что поясняется ниже.Из соотношенияРкрц =(О 22-0,23) Х Ркрпили= (0,22-0,23) иследует, что бц = (0,47-0,48) 1(йбп,где бц - диаметр критического сечения центрального сопла;бп. - диаметр критического сечения периферийного сопла;и - количество периферийных сопел.Из рассмотрения последнего выражения, с учетом того обстоятельства, что интенсивность продувки расплава кислородом в конвертере определяется садкой последнего и сохраняется постоянной для всех конструкций фурм (т.е. требуется сохранение постоянства площади проходных сечений всех сопел фурмы, или Ркрц+ Х Гкрп = сопэт) следует, что диаметр критического сечения центрального сопла для фурмы, предназначенной к использованию в конвертере определенной садки, является величиной фиксированной, не зависящей от количества и диаметров периферийных сопел, т.е.бц" сопзт для данного конвертера5 10 20 25 30 35 40 45 а удельный расход кислорода отличается от экстремального не более чем на 1,5. Таким образом, в указанном диапазоне можно 50 55 достаточно надежно гарантировать эффект по дожиганию оксида углерода на уровне (1 6,5-20) кг/т увеличения доли лома в шихте, что соответствует(5,5 - 6,7) % дожигания конвертерного газа. Коэффициент использования окислителя на дожигание в этом диапазоне составляет 0,55-0,67, что в 1,2- 1,4 раза выше чем у прототипа.П р и м е р, Кислородная фурма для 160-тонного конвертера. выполненная из стальных труб с медной, охлаждаемой воКоличество периферийных (продувочных) сопел, определяемое конструкцией фрумы и зависящее от садки конвертера, может изменяться в достаточно широких пределах. Так, например, для конвертеров садкой 50- 60 т могут использоваться 3-х и 4-х сопловые фурмы, для конвертеров садкой 160 т используются 4-х, 5-ти (реже 6-ти) сопловые фурмы, для конвертеров садкой 350 т и выше - 5-7 сопловые фурмы, Медные головки фурм конвертеров садкой 50, 100, 160, 200 т, как правило, изготавливаются литыми, Технологически достигаемая точность калибровки продувочных сопел сверлом и зенкером в литой заготовке (из-эа погрешностей базирования при установке заготовки на станке) составляет + 1,00 мм.Погрешность выполнения диаметра центрального сопла по этим же причинам составляетд бц =(0,47-0,48)/П д бп,что при п "5 (наиболее часто встречающееся) дает д бц +(1,16-1,20) мм, т.е, разброс значений диаметра последнего составит Лбц =2,5 мм,Таким образом, например, дзля фурм с интенсивностью продувки 400 м /мин (бп- -28 мм, и = 5) предназначенных для работы в конвертерах садкой 160 т(составляют около 400 всех конвертеров черной металлургии) при номинальном диаметре критического сечения центрального сопла(0,47 - 0,48)/5 Ж= 29,5 ммфактически достижимый размер составляет 28-31 мм, т.е. реально будет обеспечено соотношение площадей критических сечений центрального и периферийных сопел128 - 31 о 2 О 0255 28 гчто вполне приемлемо в условиях производства как по изготовлению, так и по технологическим параметрам, так как средние значения удельного расхода лома и времени продувки в указанном диапазоне не отличаются от экстремальных более чем на 8,86,1837077 Технологические параметры продувки в зависимости от соотношения площадей критических сечений центрального и периферийных сопел Соотношение площадей критических сеченийсопел гкрц ХЕкрп Эффеккт дожигания СО по увеличению доли лома в шихтед,Время продувки т. мин Примечание Удельный расход кислорода на 1 т, опыта жидкой стали,м /т кг Без особенностей Окисленность шлака (содержание ГеО), содержание серы в стали на повалке на 3; и 10 соответственно ниже, чем при опытах ММ 1,6 0,17 56,8-57,155,0-55,454,2-54,654,2-54,655,1-55,6Более 58,0 25-26 23-25 20-21 14 0,20 16 20 20 0,22 0,23 20-21 0,25 24-26 17 0,30 27-30 10 дой головкой, с наружным диаметром 219 1 мм, длиной 14500 мм. Расход охлаждающей 1 воды 135-140 т/ч при давлении 0,8-0,9 1 МПа; давление кислорода 1,5-1,6 МПа при ,:интенсивности продувки 400 м/мин. Головка снабжена 5-ю периферийными соплами 1(поз. 6 на фиг. 1) с углами наклона оси - 10 ,к оси фурмы и 15 в к диаметру, проходящему через центр входного отверстия сопла и 1 центральным соплом (поз. 5 на фиг. 1) с 1 установленными в нем направляющими ло,патками (поз. 13 на фиг. 1), наклонеными под углом 15 к оси фурмы. Диаметры кри 1 тических сечений периферийных сопел 28 :мм, центрального - 28-31 мм (что соответ,ствует заявляемому соотношению 0,20- 0,25).Согласно оценочному расчету доля перерабатываемого лома при этих параметрах фурмы может быть увеличена на 36 кг на 1 т жидкой стали,Формула изобретения 1, Кислородная фурма, содержащая 5 концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи окислителя для продувки, подвода и отвода охладителя, и головку с центральными для дожигания СО и периферийными для продувки соплами, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюинтенсификации дожигания конвертерных газов, сокращения времени продувки и снижения энергозатрат, площадь поперечного критического сечения центрального сопла 15 выполнена равной 0,20 - 0,25 аналогичнойсуммарной площади периферийных сопел.2. Фурма по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что в центральном сопле между его торцом и критическим сечением установле ны направляющие лопатки.1837077 С,М 20 ОГх Составитель В.ГолубТехред М.Моргентал Реда кто орректор В.Петраш роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 аказ 2855 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5