Фурма для продувки металла

 

Использование: в черной металлургии при производстве стали в подовом сталеплавильном агрегате. Сущность изобретения: фурма состоит из конценгрично расположенных труб 1-3, сопел 4 верхнего ряда, срез выходного сечения которых выполнен вверху перпендикулярно оси сопла а в нижней части расположен под углом 15-65°. Сопла 4 верхнего ряда в выходной части на длине 0,2-0,4 общей длины сопла выполнены коническими с соотношением диаметров оснований конической части сопла, равным 1,1 - 1,3, а расстояние центра среза сопел 4 верхнего ряда до среза фурмы составляет

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 21 С 5/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.И

С (21) 4862862/02 (22) 29.06.90 (46) 07,09.92. Бюл, М 33 (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) А,И.Мастицкий, Г,В.Горлов, А.В,Гребенюков, А.М,Поживанов, О.В.Филонов, С,П,Терзиян, С.И.Чернышов, И.С.Билык, Я.Н.Бабич и П,И,Кретов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1404528, кл. С 21 С 5/48, 1988.

Авторское свидетельство СССР

N 1323574, кл. С 21 С 5/48, 1985. (54) ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА (57) Использование: в черной металлургии при производстве стали в подовом сталеИзобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для продувки металла в подовом сталеплавильном агрегате с одновременным дожиганием окиси углерода до двуокиси.

Целью изобретения является снижение расхода жидкого чугуна без увеличения расхода топлива.

Для этого в фурме, содержащей концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи кислорода, подвода и отвода охлаждающей воды и два ряда сопел, причем срез выходного сечения сопел верхнего ряда выполнен сверху до оси сопла перпендикулярно, а в нижней части под углом к оси сопла 15 — 65, сопла верхнего ряда в выходной части по длине 0,2 — 0,4 общей длины сопла выполнены коническими с соотношением диаметров оснований конической части и сопла, равным 1,1-1,3, расстояние центра среза сопел верхнего ря„„. Ж„„ 1759889 А1 плавильном агрегате. Сущность изобретения: фурма состоит иэ концен грично расположенных труб 1 — 3, сопел 4 верхнего ряда, срез выходного сечения которых выполнен вверху перпендикулярно оси сопла. а в нижней части расположен под углом 15-65О.

Сопла 4 верхнего ряда в выходной части на длине 0,2 — 0,4 общей длины сопла выполнены коническими с соотношением диаметров оснований конической части сопла, равным

1,1 — 1,3, а расстояние центра среза-сопел 4 верхнего ряда до среза фурмы составляет (45 — 65) дц п, где бц — диаметр цилиндрической части сопла верхнего ряда: n — количество сопел. 1 ил., 1 табл. да со среза торца фурмы равно (45-65)бц" ï, где бч — диаметр сечения цилиндрической части сопла верхнего ряда: n — число сопел, На чертеже изображена предлагаемая фурма.

Фурма работает следующим образом.

Кислород, подаваемый в кольцевой за-. зор между трубами 1 — 3, формируется. соплом 4 в струи для дожигания окиси углерода, По этому же или автономному тракту кислород подается к головке 5, где через сопла 6 вдувается в металл. Сложная форма среза сопла 4 обеспечивает генерацию автоколебательного изменения формы кислородной струи, причем постепенное расширение струи в конической части сопла приводит к тому, что мощность импульса изменения формы струи расходуется на увеличение амплитуды этого процесса, при этом в процесс смешения кислорода с

1759889 окисью углерода вовлекается максимальный объем отходящих из продувочной зоны газов.

Автоколебательный характер движения струи с большой амплитудой обеспечивает качественное смешение реагентов и их взаимодействие с выделением тепла непосредственно над металлом.

Увеличению коэффициента теплопередачи способствует оптимизация высоты расположения сопел верхнего яруса над торцом фурмы. Повышение эффективности использования химического тепла окиси углерода ведет к снижению расхода чугуна без изменения расхода топлива.

При длине конического участка более

0,4 общей длины сопла струя расширяется с избытком, что приводит к снижению мощности импульса изменения формы струи, ухудшению смешения СО и кислорода, снижению тепловой мощности фурмы и повышению расхода жидкого чугуна, При длине конического участка менее 0,2 общей длины сопла выходящая струя расширяется недостаточно, обладает избыточным давлением на срезе сопла и по структуре практически не отличается от струи, генерируемой цилиндрическим соплом, со всеми указанными выше недостатками, что приводит к повышению расхода чугуна.

При соотношении диаметров оснований усеченного конуса менее 1,1 при любых значениях длины конического участка струя недорасширена, что ведет к снижению амплитуды пульсаций, уменьшению степени смешения реагентов и повышению расхода жидкого чугуна. При соотношении диаметров оснований усеченного конуса более 1,3 колебания струи носят неустойчивый характер с малой мощностью, при этом вследствие ухудшения аэродинамических условий не обеспечивается эффективное смешивание кислорода с окисью углерода, уменьшается нагрев металла и повышается расход чугуна.

При расстоянии от оси сопла верхнего яруса в его выходном сечении до торца фурмы менее 45 приведенных диаметров суммарной площади сечения сопел верхнего яруса (т.е, менее 45дц A ) уменьшается площадь контакта кислородного зонта с поверхностью расплава, происходит утечка несгорающей окиси углерода из периферийной зоны очага продувки, При этом доля тепла, аккумулируемого ванной, снижается, а расход чугуна возрастает.

Формула изобретения

Фурма для продувки металла, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи кислорода, подвода и отвода охлаждающей воды. и два ряда сопл, причем срез выходного сечения сопл верхнего ряда выполнен сверху до оси

40 сопла перпендикулярно, а в нижней частипод углом к оси сопла 15-65, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с. целью снижения расхода жидкого чугуна без увеличения расхода топлива, сопла верхнего ряда в выходной части на длине 0,2 — 0,4 общей длины сопла выполнены коническими с отношением диаметров оснований кониче

50 ской части сопла 1,1 — 1,3, а расстояние центра среза сопл верхнего ряда до среза торца фурмы равно (45 — 65)бц V/ й, где бц — диаметр сечения цилиндрической части сопла верхнего ряда, и — число сопл.

При расстоянии от оси сопла верхнего яруса в его выходном сечении до торца фур5 мы более 65 бц V/п снижается эффективность теплопитания ванны вследствие недостижения кислородным зонтом поверхности расплава из-за падения напора струй и потери окиси углерода с продуктами

10 горения, что ведет к необходимости повышения расхода чугуна.

Конструктивные параметры заявляемой фурмы были отработаны в ходе опытно-промышленной кампании на двухванном стале15 плавильном агрегате 2х250. Расход кислорода на одну фурми составлял 3500 м /ч, в том числе 1000 м /ч на дожигание

3 окиси углерода. Срез выходного сечения сопл верхнего ряда был выполнен до оси

20 перпендикулярно, а в остальной части под углом 40 к оси сопла.

Твердые теплоносители не применялись. Результаты опробования приведены в таблице.

25 Анализ приведенных в таблице данных показывает, что использование предлагаемой фурмы при заявляемых значениях режимных параметров обеспечивает существенное снижение расхода чугуна.

30 Экономическая эффективность использования фурмы заявляемой конструкции составляет 0,52 руб/т стали.

1759889

Отнощение

Расстояние от оси сопла верхнего яруса в его выходном сечении до торца фурмы, прив.диаметров сопел (А,Кй, мм) Длина конического учка,доля длины сопла диамет ров осно ваний усеченно го конуса выходной части сопла

40 45 55 65 70

734

736

731

739

743

746

737

741

729

728

743

732

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

0,1

1,0

1,1

1,2

1 3

1,4

0,2

1,0

1 1

1,2

1,3

1,4

0,3

732

745

746

733

736

1,0

1,1

1,2

1 3

1,4

0,4

734

736

728

731

736

738

744

737

735

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

731

734

741

734

732

0,5

Прототип - 751

Удельный массовый расход жидкого чугуна (кг/т) при выплавке стали без увеличения расхода топлива

736

731

739

732

738

734

734

733

734

738

739

747

742

738

732

744

734

741

733

739

733

734

733

733

737

737

739

742

733

744

731

746

729

736

737

739

739

732

738

738

740

1759889

Составитель А.Мастицкий .

Редактор M.Ñòðåëüíèêîâà Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 3156 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьпиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101