Сопло фурмы для продувки металла кис-лородом и защитным газом

 

о ебаьнагл

Ю ентно-та«хииче . л ЖМФтека MQ +

ОПИСА

ИЗОЬРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<«««797593

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено08.08.75 (21) 21б3177/22-02

К„з

С 21 С 5/48 (g3) приоритет (32) 08.08.74

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (31) P 24 38142.8 (33) ФРГ

Опубликовано15,0181, Бюллетень Hо 2

{53) УДК. 669.184, .142 (088.8) Дата опубликования описания 17.0181

Иностранцы

Хельмут Кнюппель, Карл Бротцманнг Ханс-Георг Фассбиндер и Эрнст Фритц (ФРГ) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Айзенверк-Гезельшафт Максиглилансхютте мбХ" (ФРГ) (71) Заявитель (54) СОПЛО ФУРМЫ ДЛЯ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА КИСЛОРОДОМ

И ЗАЩИТНЫМ ГАЗОМ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к конструкции устройств для ввода газообразных реагентов в жидкий металл. 5

Известно устройство для ввода газообразных реагентов, например, кислорода, представляющее собой охлаждаемую фурму с соплами, которая вводится в конвертер с жидким металлом (Q сверху Pj .

Наиболее близким к предложенному по технической ;.ущности и достигаемому результату является сопло для продувки металла кислородом и защитным газом, содержащее концентрично расположенные трубы с образованием кольцевого зазора между центральной И наружной трубами. Сопло устанавливается,. например в днище конвертера, при этом2О через центральную трубу подают кислород, а в кольцевой зазор — защитный газ, например природный газ. Природный газ, проходя через зазор, обеспечивает охлаждение сопла, а при 75 истечении в металл оказывает охлаждающее и защитное дейс-вие на аонло и прилегающую к фурме футеровку. Такая конструкция сопла обеспечивает повышение усвоения кислорода метал- 30 лом и существенно снижает образование плавильной пыли P2).

Однако данное устройство не обладает достаточной стойкостью вследствии возможности разрушения трубок кусками скропа при завалке его в конвертер.

Цель изобретения — повышение стойкости сопла.

Поставленная цель достигается тем, что сопло снабжено сердечник и, установленным по оси центральной трубы с зазором с ее внутренней стенкой.

П«5и этом сердечник выполнен из огнеупорного материала из группы магнезита, доломита, глинозема и шамота, а также из огнеупорной смеси, в со- став которой входят магнезит или доломит, или глинозем или шамот. Сердечник может быть выполнен из жаростойкой стали, меди, керамического материала. В сердечнике могут быть выполнены один или несколько сквозных к «алов, при этом возмох<но выцолнение канала по центру сердечника.

Благодаря этому почти полностью предотвращается повреждение отверстия сопла, например, кусками скра797593 па. Применение предложенного сопла приводит лишь в отдельных случаях к частичному поврежпению кольцевого зазора, но работа сопла не нарушается.

На фиг. 1 изображено сопло,продольный разрез; на фиг. 2 — то же, с элементами для закручивания нылегазового потока, на фиг. 3 — то же, поперечный разрез.

Сопло состоит из наружной стальной трубы 1 и трубы 2 из легированной стали, содержащей углерода х0,53, хрома 18% и никеля 8Ъ. Между трубами 1 и 2 имеется кольцевой зазор

3 для подачи защитной среды, например углеводородов. Труба 4, выполненная иэ легированной стали, образует вместе с трубой 2 кольцевой зазор 5 для подачи реакционного газа, например кислорода. Труба 4 образует совместно с центральной трубой 6 внутренний кольцевой зазор 7. По оси трубы б установлен сердечник 8, выполненный, например,.из огнеупорной массы, обогащенной окисью магния. В центре сердечника располагается стальная труба 9 для стержня 10, определяющего длину сопла. При таком исполнении сопло оказывается механически прочным, что предотвращает повреждение его тяжелыми кусками скрапа при загрузке его в конвертер.

Зазор 5 для реакционного газа обеспечивает .его истекание по кольцевому каналу, благодаря этому уменьшается возможность перекрытия его кусФ. нами скрала. В кольцевом зазоре 5 для реакционного гаэа (фиг. 2) находятся элементы 11, которые придают потоку реакционного газа завихрение

В другом варианте исполнения (фиг.3) зазор 7 выполнен в виде мелких каналов. При этом сопло имеет медную трубу 12 с мелкими каналами

13. Поверхность трубы 12 имеет хромированный слой 14, поверхность трубы 4 покрыта слоем 15 металлического порошка, обладающего повышенной прочностью на износ.В сердечнике 8 с помощью труб 1б и 17 образованы каналы. Все элементы сопла могут перемещаться в кольцевом зазоре

3. Сопло устанавливается в кладке

18 днища конвертера. К кольцевым зазорам имеются трубопроводы для подвода реакционного и защитного газов.

Применение данного сопла с жестким сердечником и выходным поперечным сечением для продувочного газа в форме кольцевого зазора понижает глубину проникновения. струи продувочного газа при сравнимых давлениях приблизительно наполовину по сравнению с известными соплами из двойной трубы.

Пропускная способность реакционного газа может увеличиваться путьем варьирования диаметра сердечника сопла.

Диаметр сердечника сопла выбирается

S0

55 бО не менее, чем в 10 раз больше ширины кольцевого зазора между ним и внутренней стенкой центральной трубы.

Необтекаемый реакционным газом сердечник сопла может изготовляться иэ различных материалов. В основном заполняют трубу по размеру диаметра сердечника огнеупорной набивной массой. Могут быть также использованы высококачественные магнеэитные массы с хромистым н сульфитным соединениями. Эти массы успешно опробованы на основе доломита, глины и шамота. Труба, окружающая сердечник, образует внутреннюю стенку для небольшого коль цевого зазора с целью подачи защитной среды или инертного газа, а также внутреннюю стенку для кольцевого зазора для подачи реакционного газа.

Сердечник может быть изготовлен из гаэонепроницаемого материала, например металлов, металлической керамики, кермета, или расплавленных керамических материалов (корунд, муллит). В слу ае применения газонепроницаемых материалов для сердечника дополнительная направляющая труба не является безусловно необходимой. Материал для сердечника в этом случае образует кольцевой зазор для реакционного газа. В качестве металлов для сердечника используется также медь, обычная углеродистая сталь и различные типы легированных сталей, преимущественно с содержанием хрома не более 15%. Форма поперечного сечения сердечника с технологической точки зрения является преимущественно круглой, но не обязательно. Многоугольные, а также несимметричные формы хорошо зарекомендовали себя в отдельных случаях. Например, можно использовать сопло с овальным сердечником в боковой стенке в матреновской печи.

В,каналы сердечника подают жидкости или газы для воздействия на металлический расплав, например, твердые материалы с инертным газом.

Ниже приводится пример продувки расплава чугуна с добавлением скрапа в конвертере объемом 150 тонн, конвертер имеет открытое выпускное ртверстие.

В днище конвертера, выполненном из доломита, монтируются два сопла.

Труба 1 имеет внутренний диаметр

350 мм и толщину стенки 4 мм,она выполнена иэ обычной углеродистой стали. Кольцевой зазор 3 имеет ширину приблизительно 0,5 мм. Труба 2 состоит из обычной углеродистой стали и имеет диаметр 340 мм и толщину стенки 4 мм. Труба 2 образует вместе с трубой 12 зазор 7 для защиты среды, который состоит из отдельных каналов, имеющих форму круглого попе, речного сечения. Количество качалов по окружности составляет 100 шт,вы797593 сота их около 1 мм, а ширина около 4 мм. Труба 12 состоит из легированной стали следующего состава: 0,4Ъ углероца и 13% хрома. По кольцевому зазору 5 который имеет ширину 7 мм, направляется суспензия из реакционного газа и твердых частиц, напри5 мер извести. Труба 4 образующая этот кольцевой зазор, выполнена из меди.

По кольцевому зазору 13 протекает во время процесса продувки приблизительно 500 м /ч пропана на каждое сопло.

По кольцевому зазору 5, предназначенного для суспенэии из реакционного газа и твердых частиц, протекает во время процесса продувки 24000 м /ч кислорода на каждое сопло, в которое 5 подается максимум 6 кг извести на

1 м кислорода. В целом расплав подается по обоим соплам в течение 12 минут 7500 м /ч кислорода и 9000 кг извести. Если в конвертере установлено Щ

2 сопла,то они удалены от центра днища на 250 мм и расположены по диаметру днища ниже оси опрокидывания конвертера. Сопла монтируются наклонными в одном направлении поворота приблизительно 20 относительно продольной оси конвертера в направлении по касательной днища;

Грименяется чугун следующего составаЪ: углерод 4,1; кремний. 0,9; марганец 0,8; фосфор 0,15; сера 0,05; температура 1250 С. Прежде чем чугун будет подан в конвертер, нагревается предварительно 45 т скрапа в течение 1,5 мин с помощью сопел. Рас- З5 ход пропана составляет при этом

4000 м /ч и расход кислорода

30000 м /ч. Скрап имеет среднюю температуру подогрева ж400ОC. После заданного времени продува сталь имеет 4Q следующий состав,Ъ: углерод 0,4," марганец 0,3; фосфор 0,008; сера 0,02, азот 0,002; водород 0,0003 температура расплава составляет в пробах

1620оС.

Таким образом, изобретение позволяет эффективно перерабатывать чугун в сталь при хорошей стойкости фурм.

Формула изобретения

Фурмы для продувки металла кислородом и защитным газом, содержащее концентрично расположенные трубы с образованием кольцевого зазора между центральной и наружной трубами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стойкости сопла,.оно снабжено сердечником, установленным по оси центральной трубы с зазором с ее внутренней стенкой.

2. Сопло по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что сердечник выполнен из огнеупорного материала иэ группы магнезита, доломита, глинозема и шамота.

3. Сопло по п.1,о т л и ч а ющ е е с я тем, что сердечник выполнен из огнеупорной смеси, в состав которой входит магнезит или доломит, или глинозем, или шамот.

4. Сопло по п. 1, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что сердечник выполнен из жаростойкой стали.

5. Сопло по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что сердечник выполнен из меди ,6. Сопло по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что сердечник выполнен из керамического материала.

7. Соила по пп.1-6, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в сердечнике выполнен один или несколько сквозных каналов.

8. Сопло по и. 7, о т л и ч а ющ е е с я тем, что сквозной канал выполнен по центру сердечника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР 9 464129, кл. С 21 С 5/48, 1968.

2. Патент Великобритании

9 1253581, кл. F 4 В, 1968.

79759 )

l5

Составитель Ф. Савицкий

Редактор П.Коссей Техред И.Асталош Корректор В. Синицкая

Заказ 9826/82

Тираж 629 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,