Газо-кислородная фурма для продувки расплавов

Газо-кислородная фурма для продувки расплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

B.M.Ëóïýéêo, А.!1.Лирман, Б.А.Правдин, В.П.):(уков, В.А.Низель, Л.Г.Коломийцев, М.А.Третьякове; ..В.Гребеннюков, !

О.Г.Праулин, Н.И.Глоба и Б.H.Ãîãoëåâ /

1„.

f) !!;

&Ни., (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Уральский ордена Трудового Красного Зн политехнический институт им. С.M.Kupo (54) ГАЗО-КИСЛОРОДНАЯ ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ

РАСПЛАВОВ. Изобретение относится к металлургии и может быть использовано, на— пример, в стале- и медеплавильных агрегатах.

Известны фурмы для продувки расплавов кислородом с добавкой топлива (главным образом природного газа), содержащие несколько. коаксиально расположенных труб, образующих тракты для подвода и отвода охладителя, Я а также подвода кислорода и топлива, и головку с соплами, расположенными либо в один, либо в два ряда (!) .

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату

1$ к изобретению является газо-кислородная фурма для продувки расплавов, с предварительным смешением газов и .центральным подводом охлаждающей воды, состоящая из коаксиально .рас-. положенных труб,. головки с двумя рядами разнонаклоненных сопел и кольцевым газовым коллектором, сооб щающимся посредством каналов с соп- лами, имеющими ступенчатое расширение в сторону выхода !2).

Однако параметры кольцевой пламегасительной перегородки могут быть нарушены в процессе эксплуатации, что нередко приводит к проскоку пламени в газокислородный тракт и выходу фурмы из строя. Кроме того, невозможно использовать жидкое топливо, так как иэ топливокислородной смеси, приготовленной в смесительном кольце, по мере ее продвижения по межтрубному кольцевому тракту к головке фурмы, конденсируют пары жидкого топлива (например, керосина) на стенках центральной трубы, подводящей охладитель к головке фурмы. При сборке фурмы такой конструкции требуется значительный расход меди для изготовления трех деталей: головки с продувочными соплами, кольцевой пламегаснтельной перегородки и смесительного кольца со смеситвдьными отверстиями.

89966

5а

Кроме того, в некоторых металлур" гических агрегатах возникает необхо. димость продувать расплав таким образом, чтобы в верхние слои его поступала газокислородная смесь с избытком газа, а в нижние — с избытком кислорода (например, при плавке меди в отражательной печи), Известная фурма не позволяет это сделать, так как в сопла его головки, имеющие 19 выход в два уровня, поступает смесь одного и того же состава.

Цель изобретения — повышение эффективности использования топлив в том числе и жидкого, при значи- 15 тельном упрощении конструкции фурмы.

Поставленная цель достигается тем, что газо-кислородная фурма для продувки расплавов с предварительным смешением. газов и центральным р подводом охлаждающей вод,, состоящая из коаксиально расположенных труб, головки с двумя рядами разнонаклоненных сопел и кольцевым газовым коллектором, сообщающимся посредством д каналов с соплами, имеющими ступенчатое расширение в сторону выхода, снабжена расположенным в головке дополнительным топливным коллектором, сообщающимся с соплами посредством каналов, угол наклона которых к оси о фурмы составляет 15-45, а расстояние от среза сопел до топливных каналов равно 3-8 диаметрам сопел.

При этом отношение диаметра кана35 лов для подачи топлива в один ряд сопел к диаметру каналов для подачи топлива в другой ряд сопел может быть равно l 1-3,0.

На чертеже изображена принципи— альная схема гсьловки топливокислородной фурмы с двумя рядами продувочных сопел.

Фурма состоит из четырех коаксиально расположенных труб 1-4, по

45 которым к головке 5 подается вода для охлаждения, а также кислород и топливо для продувки. Фурма имеет центральноосевой подвод воды к головке и каналы 6 для отвода воды из центральной полости головки в межтрубную наружную водяную рубашку, образованную трубами 3 и 4. Каналы Ь расположены между продувочными соплами одного 7 и другого 8 рядов, расположенными соответственно под углами d.< и d g °

В продувочные сопла кислород поступает из межтрубной полости, об1 ф разованной трубами 1 и 2, и коллектора 9 через каналы 10 и 11. Топливо из межтрубной полости, образованной трубами 2 и 3 (коллектора), поступает в продувочные сопла одного ряда по каналам 12, а в сопла другого ряда — по каналам !3, угол наклона которых к оси фурмы составляет

15-45, Площадь поперечного сечения о каналов 1 3 может больше или меньше, чем площадь каналов 12.

Фурма работает следующим образом.

После подсоединения фурмы с помощью гибких шлангов к трубопроводам, по которым поступает и отводится охладитель, а также к кислородопроводу и газопроводу, ее вводят в сталеплавильный агрегат. Охладитель поступает по центральной трубе в осевую полость головки 5, из которой по каналу 6 проходит в межтрубную полость, а из нее через соответствующий патрубок.выводится из фурмы.

Для продувки включают подачу кислорода, который поступает через кольцевой коллектор 9 и каналы 10 и 11 в продувочные сопла 7 и 8. Б этих соплах кислород смешивается с топливом (газом), поступившим через каналы

12 и 13, которые выполнены пе параллельно оси фурмы, а наклонены к ней под углом 15-45 . Ввод топлива (газа) в продувочные сопла 7 и 8 осуществляется в их головной части, что позволяет увеличить длину пути в этих соплах кислородно-газовой смеси (до 3-8 калибров) и лучше ее перемещать. В этом случае иэ продувочных сопел истекает в жидкий расплав более однородная горючая смесь — факел горения, что позволяет в случае продувки ме галла в сталеплавильном агрегате достигнуть максимального дымоподавления и снижения общего угара железа.В случае та— кой продувки окисного расплава достигается максимальный теплотехнический эффект за счет полного сжигания топлива с одинаковым коэффициентом расхода кислорода во всем объеме горючей смеси, истекающей из продувочных сопел 7 и 8.

При продувке расплава, например в отражательной печи, когда площадь поперечного сечения каналов 13 верхнего ряда сопел 8 больше, чем площадь поперечного сечения каналов

l2 нижнего ряда сопел 7 (при одинаковом диаметре тех и других сопел), 5 8996 количество горючего газа, поступающего в верхний ряд сопел 8, соответственно больше. Тогда продувка в условиях расположения головки фурмы в шлаке вблизи слоя штейна позволит продувать штейн струями окислительного газа, окисляя в нем сульфид железа, а шлак продувать струями такого восстановительного газа, который обеспечит восстановление маг- tO нетита Fe 0< до закиси железа Fe0.

Это, в свою очередь, приведет к значительному уменьшению потерь меди с отвальным шлаком.

Технико-экономическая эффектив- 15 ность фурмы состоит в том, что эффект максимального дымоподавления при продувке металла в сталеплавильном агрегате достигается при упрощенной конструкции фурмы и меньшем 20 расходе меди на ее изготовление.

Предлагаемая конструкция. позволяет осуществить наиболее эффективно одновременную продувку в реакционной зоне нижних слоев расплава скисли- 25 тельными струями, а верхних — восстановительными (или наоборот), что позволяет, например., при отражательной плавке сократить потери меди, а в сталеплавильном процессе — железа. 30

Кроме того, конструкция позволяет использовать жидкое топливо, что расширяет область использования фурмы.

0IIblTHBR проверка фурмы показала 35 что запыленность отходящих газов снижается в 8-10 раз, выход металла увеличивается на О, 57., снижается расход раскислителей на 0,5 кг на тонну стали, при этом необходимая мощность газоочистки снижается при61 6 мерно вдвое, а при работе печей без нее резко снижается загрязнение воздушного бассейна.

Формула изобретения

1. Газо-кислородная фурма для продувки расплавов с предварительным смешением газов и центральным подводом .охлаждающей воды, состоящая из коаксиально расположенных труб, головки с двумя рядами разнонаклоненных сопел и кольцевым газовым коллекто-. ром, сообщающимся посредством каналов с соплами, имеющими ступенчатое расширение в сторону выхода, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности использования топлива при одновременном упрощении конструкции фурмы, она снабжена расположенным в головке дополнительным топливным коллектором, сообщающимся с соплами посредством каналов, угол наклона которых к оси фурмы составляет 15-45, а расстояние от среза сопел до топливных каналов равно 3-8 диаметрам сопел.

Ъ

2. Газо-кислородная фурма по и. 1, отличающаяся тем, что отношение диаметра каналов для подачи топлива в один ряд сопел к диаметру каналов для подачи топлива в другой ряд сопел равно 1 1-3,0.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1е503915, кл. С 21 С 5/48, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

-422980, кл. С 21 С 5/48, 1973.

Составитель Л.Ганина

Редактор И.Николайчук Техред И. Гайду Корректор Б.Синицкая

Заказ 12075/35 Тираж 58б Подлисное

ВНИИПИ Государственного- комитета СССР по- делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент"; г. Ужгород, ул. Проектная, 4