Фурма

(191 ( За 11 С 21 С 5 ЗОБРЕТЕНИЯ 13 А ДЕТЕЛЬСТВУТОРСОНОМ ел СССРСР ныйтрубуми ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Институт газа АН УССР(56) 1, Авторское свидетельствоР 370242, кл. С 21 С 5/48, 197 12. Авторское свидетельство ССР 384880, кл, С 21 С 5/48, 1972(54)(57) ФУРИА, содержащая наружохлаждаемый воздух, центральнуюдля подачи газа, головку с сопли плоские радиальные перегородкотличающаяся тем, ч овышения стойкости и сн ния трудоемкости изготовления, она дополнительно снабжена дуговыми и цилиндрической вставками, расположенными между кожухом и трубой для подачи газа, причем радиальные перегородки свободно установлены относительно кожуха, нижний срез цилиндРической вставки установлен с зазором относительно внутренней поверхности торца головки, верхний срез соединен с нижними срезами дуговых вставок, а отношение наружного диаметра и высоты цилиндрической вставки к внутреннему диаметру кожуха фурмы равно 0,8-0,9 и 1-2ответственно,Изобретение относится к спомогательным устройствам - фурмам дляввода газов и взвешенных в них твердых материалов в металлические ишлаковые расплавы и может быть использовано в сталеплавильных агрегатах с продувкой ванны кислородом ивдуванием в ванну шлакообаэующих,окисляющих и науглероживаюших доба вок, для продувки металла в ковшах,в доменных печах,как фурма для подачи дутья, в процессах пирометаллургической переработки шлаков цветной металлургии.Известна Фурма для продувки металла, содержащая трубу для подачиокислительного газа, расположенныеконцентрично с ней трубы для подвода и отвода охлаждающей воды,соединенные с головкой, имеющей соп ОЛа, и прикрепленный к соплам направляющий вкладыш для подачи воды вцентральную часть головки 1 .В центре направляющего екладыша,выполнено отверстие для пропуска; 25воды с помощью входного сечения,равной площади проходного сеченияподводящего воду тракта причем направля.щий вкладыш и донышко головкиобразуют канал, проходное сечение ЗОкоторого по площади равно сечениюотверстия в направляющем вкладыше,Однако данная фурма характеризуется повышенным расходом металлаи трудоемкостью при изготовлении.Дополнительная разделительная труба,металлоемкая головка и большое количество сварных соединений значительно увеличивают вес фурмы, Направляющий вкладыш такой конструкции для 4 Опрохода воды в центре дает низкуюскорость воды на выходе из него иобразует застойные зоны и очагипарообразования в головке и во всейфурме, поэтому данные фурмы имеют 45повышенный расход воды, значительныезатраты энергоресурсов и, как правило, низкую стойкость,Наиболее близкой к предлагаемой является фурма, содержащая наружный охлаждаемый кожух, центральную трубу для подачи газа, головку с соплами и плоские радиальные перегородки 121Недостатком известной фурмы является низкая стойкость, обусловленная отсутствием компенсации знакопеременных термических напряжений в жесткой сварной конструкции, состоящей из охлаждаемого кожуха, трубы для подачи газа и расположенных меж ду ними ппоских радиальных перегоро док. Сварка кожуха с плоскими перегородками усложняет изготовление фурмы, так как требует либо предварительного расчленения кожуха на две продольные части с последующей приваркой их к перегородкам, либо применения специальных методов свар. ки, например электро-лучевой, еще не получивших широкого применения,Направляющие ребра только в некоторых случаях могут придавать параллельность движению потока охлаждающей воды в головке, например, для одно-, двух- и четырехсопловых фурм. В компактных головках с нечетным количеством сопел или количеством сопел больше 4 параллельные направляющие ребра установить невозможно, так как этому мешают соседние сопла. Увеличение же зазоров между соплами приведет к росту диаметра головки и самой фурмы и неоправданному перерасходу материалов для изготовления фурмы, расходов воды на ее охлаждение и потерь тепла с охлаждающей водой.Цель изобретения - повышение стойкости и снижение трудоемкости изготовления фурмы.Указанная цель достигается тем, что в фурме, содержащей наружный охлаждаемый кожух, центральную трубу для подачи газа, головку с соплами и плоские радиальные перегородки, дополнительно снабжена дуговыми и цилиндрической вставками, расположенными между кожухом и трубой для подачи газа, причем радиальные перегородки свободно установлены относи. тельно кожуха, нижний срез цилиндрической вставки установлен с зазором относительно внутренней поверхности торца головки, верхний срез соединен с нижними срезами дуговых вставок, а отношение наружного дна" метра и высоты цилиндрической вставки к внутреннему диаметру кожуха фурмы равно 0,8-0,9 и 1-2 соответственно.На фиг. 1 изображена предлагаемаяфурма, продольный разрез, на фиг. 2разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 -разрез Б-Б на фиг. 2, на фиг, 4разрез В-В на фиг, 2,Фурма содержит концентрически расположенные наружный охлаждающий кожух 1 и трубу 2 для подачи окислительного газа. К выходным концам кожуха 1 и трубы 2 жестко по окруж" 5 ности прикреплена головка 3 с соплами. С наружной поверхностью трубы 2 по всей длине фурмы жестко соединены плоские радиальные перегородки 4 и 5.10 которые плотно установлены по всеи длине с внутренней поверхностью кожуха 1. Кожухом 1, трубой 2, перегородками 4 и 5 образованы щели для охладителя.Нижние основания перегородок 4 и 5 выполнены с острыми углами при вершине, к которым прикреплены торцами дуговые вставки 6 и 7. К последним присоединена цилиндрическая вставка 8, соосно расположенная между трубой 2 и кожухом 1. Нижний срез цилиндрической вставки 8 с внутренней поверхностью головки образуют зазор для отвода воды. Дуговые встав. ки 6 и 7 имеют форму полуколец, расположенных под углами к кожуху и трубе 2 соответственно. Дуговая вставка 6 верхним срезом присоединена к кожуху 1, а нижним - к цилиндрической вставке 8, к которой при креплен и нижний срез вставки 7, а верхний ее срез присоединен к трубе 2. Дуговая вставка 7 имеет внеш. ний диаметр, равный внутреннему диаметру вставки 6, внутренний диаметр вставки 7 равен внешнему диаметру трубы 2, а внешний диаметр вставки 6 равен внутреннему диаметру кожуха 1, следовательно, дуговая вставка 7 является меньшей по размеру, а вставка 6 - большей.Фурма работает следующим образом.В конвертер или другой сталеплавильный агрегат загружают необходимое количество твердой металлоэавалки и 45 заливают положенное количество жидкого чугуна. Затем через горловину вертикально вниз вводят фурму внутрь конвертера, открывают кислород, который, проходя по трубе 2 и соплам, 0 продувает жидкий металл. После окончания продувки металла кислород закрывают и фурму выводят из полости конвертера в верхнее положение.Охлаждение фурмы осуществляютследующим образом.Воду для охлаждения фурмы подаютв одну из половин кольцевой щели,образованной внутренней стенкой кожуха 1 и наружной трубы 2 и разде. ленной радиальными перегородками 4 и 5, а затем она поступает через сечение, образованное внутренней боковой поверхностью большей конусной вставки 6 и половиной, наружной поверхности трубы 2, и попадает далее в концентрическую полость, образованную внутренней поверхностью цилиндрической вставки 8 и наружной поверхностью нижнего конца трубы 2. Омывая внутреннюю поверхность головки 3 с соплами, охлаждающая вода через кольцевую щель, образованную наружной поверхностью цилиндрической вставки 8 и внутренней поверхностью кожуха 1, попадает в щель, образованную наружной боковой поверхностью меньшей конусной вставки 7, внутренней поверхностью кожуха 1 и наружной трубы 2, и уходит на выход,Окислительный газ подают по внутренней полости трубы 2 через сопла головки 3.Плоские радиальные перегородки делят кольцевую щель между наружным кожухом и внутренней трубой для подачи газа на две части, одна из которых служит для подвода, а дру- гая - для отвода охлаждающей воды. Радиальные перегородки плотно прикреплены к трубе для подачи газа и свободно установлены относительно внутренней поверхности кожуха, что обеспечивает перемещение кожуха относительно перегородки или периодическом нагреве-охлаждении его без возникновения значительных напряжений и увеличивает стойкость фурмыПервая дуговая вставка расположе на на выходе из щели для подвода охлаждающей воды в головку фурмы под углом к кожуху и направляет поток воды внутрь цилиндрической вставки. Цилиндрическая вставка стабилизирует поток воды и равномерно направляет его на охлаждение головки фурмы.Вторая дуговая вставка расположена под углом к кожуху на входе в щель для отвода воды и обеспечивает плавный отвод воды из головки фурмы без образования застойных зон. Равномерное движение воды обеспечивает хорошее охлаждение головки и способствует повьппению ее стойкости.Цилиндрическая и дуговые вставки имеют малый вес, просты в иэготовле1089142 нии и монтаже при сборке фурмы. Так на сборку известной фурмиуходит времени примерно в, 2 раза больше, чем предлагаемой соответственно 4 ч и около 2 ч.Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.Из данных табл. 1 видно, что при отношении высоты цилиндрической вставки к внутреннему диаметру кожуха= 1,5, в табл. 2 - при0отношении наружного диаметра цилиндрической вставки к внутреннему диаметру кожуха - = 0,85. Перепад тем.Ь ператур на входе и выходе воды из фурмы составйт 20-21 С. Кроме того, оптимальными с точки зрения стойкости, расходам и давлениям охлаждающей воды является отношение наружного диаметра цилиндрической вставки к внутреннему диаметру кожуха в пределах 0,8-0,9, а отношение высоты вставки к внутреннему диаметру кожуха - 1-2.При - ь 0 8 сильно увеличиваетсядЬ ф диаметр кожуха, расход воды на охлаждение фурмы и потери тепла с охлаждающей водой. Из-за роста в этом Т а б л и ц а Предлагаемая фурма Извест 1Отношение наружного диаметра цилиндрическойвставки к внутреннему диаметру кожуха1 11 наяфурма Показатель Стойкость фурмы,плавок 88 56 90 113 120 130 97 35,5 28,4 23,7 20,3 17,8 15,8 Потери тепла сохлаждающей водой, 10 ккал/ч 0,71 0,57 047 041 Ою 38 Оф 32 0,45 Потери давленияводы, атм: 3,12 3,36 3,88 4,50 5,83 10,490,12 0,18 0,29 0,49 1,13 4,50 4,40 в фурме в головке фурмы 0,48 Расходы воды наохлаждение фурмы,мз /ч 21,0 случае размеров щелей для прохода воды падает ее скорость и ухудшаются условия охлаждения фурмы, Этив объясняется снижение стойкости фурм 5 в указанных условиях. При 0,9Ы 3) стойкость фурмы снижается, В этих условиях резко уменьшается щель для прохода воды, при приводит к резкому повышению давления воды и нарушению условий охлаждения при незначительном короблении фурмы.Снижение стойкости фурмы для ( 1,0 объясняется нарушением рав номерности распределения воды вголовке. В этих случаях вода сильнее охлаждает сторону головки, противоположную щели для подвода воды в фурму. При - 2 возрастают потериНго Р давления воды в фурме при практически неизменной стойкости. Экономический эффект, получаемый г 5 путем повышения стойкости фурмы иснижения трудоемкости изготовления,состави. 69,7 тыс,руб.В табл, 1 даны результаты испытаний, в табл. 2 - влияние параметзо ров цилиндрической ставки на стойкость фурмы.1089142 Таблица Предлагаемая фурма ИзвестПоказатель,51,0 2,0 90 124 120 113 88 125 15 А-А Стойкость фурмы,пл. наяфурма тношение высоты цилиндрической вставки кнутреннему диаметру кожуха2,51089142 В-В Составитель Л.Техред С.Легеза пова Корректор А. Ил Н. Ковал Редак Тираж 540 2874 2 Подписное а 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, венного комитетаетений и открыти5, Раушская наб.