Патент на изобретение №2356946

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДУВКИ ГАЗОМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при электроплавке стали в дуговых печах. Устройство содержит двухъярусную кислородную фурму, имеющую два ряда сопел для подачи кислорода на продувку металла и дожигания окиси углерода над ванной. В центральной части корпуса фурмы размещено шнековое устройство с каналом для подачи металлизованных окатышей и кислорода в зону падения этих окатышей в ванну. Шнековое устройство выполнено вращающимся внутри корпуса фурмы, за счет чего осуществляется подача металлизованных окатышей в ванну с требуемым расходом в зависимости от скорости их плавления и температуры металлической ванны. Использование изобретения позволяет достигнуть высокой скорости плавления окатышей, снизить время пребывания металла под током и уменьшить расход электроэнергии на процесс электроплавки стали, а также существенно повысить производительность агрегата. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электроплавке металлизованных железорудных окатышей (брикетов) в дуговых сталеплавильных печах.

Известны устройства двухъярусной водоохлаждаемой фурмы для продувки металла газом (например, кислородом или воздухом), состоящие из металлического цилиндрического корпуса с укрепленной в нижней части медной водоохлаждаемой головкой, а над ней расположен другой ряд сопел для подачи газа на дожигание окиси углерода над ванной [1, 2]. Такая конструкция фурмы для продувки металла газом (кислородом или воздухом) не позволяет, однако, осуществлять подачу окатышей или другого материала через ее корпус.

Подачу металлизованных окатышей через свод дуговой печи осуществляют с помощью устройства, известного из литературных источников [3, 4], например [3, рис.24 стр.55].

Раздельное использование этих устройств для одновременного осуществления продувки ванны газом и подачи окатышей в печь не является достаточно эффективным, т.к. в своде печи необходимо иметь два отверстия и осуществлять загрузку окатышей вдали от зоны продувки, т.е. от зоны, где более высокая температура, чем в остальных частях ванны.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату являются устройства для продувки газом [2, 5], включающие водоохлаждаемую фурму для подачи газа через свод дуговой печи [5]. Однако эти устройства не позволяют осуществлять одновременно продувку ванны кислородом и подачу металлизованных окатышей в зону продувки металла кислородом.

В современных дуговых сталеплавильных печах на основе использования компьютерных систем с успехом осуществляется непрерывный контроль температуры металла в печи с достаточной точностью (до ±5°С), вследствие чего, в отличие от прототипа [2, 5], центральная часть корпуса предлагаемой фурмы вместо установленного там термопарного устройства может быть использована в качестве канала для подачи металлизованного железорудного сырья в ванну дуговой печи.

Технический результат изобретения – одновременное осуществление продувки металла кислородом и непрерывной подачи металлизованных окатышей или другого сырья в ванну дуговой печи, сокращение длительности плавки и дожигание окиси углерода над ванной и снижение расхода электроэнергии на плавку.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для продувки газом, включающем водоохлаждаемую двухъярусную фурму для подачи газа, например кислорода, для продувки металла и металлизованных окатышей через свод дуговой печи, центральная часть корпуса фурмы выполнена в виде цилиндрической полости, которая внутри снабжена шнековым устройством с соплом на конце, а шнековое устройство имеет лопасти, которые жестко закреплены по всей длине полой трубы, причем сопло в свою очередь закреплено на конце трубы и выполнено с винтовой нарезкой.

Кроме того, водоохлаждаемая фурма на конце своего корпуса имеет многосопловую головку, над которой на расстоянии от 1 до 5 диаметров головки размещен другой ряд сопел вокруг корпуса с углом от 15 до 45° относительно оси фурмы. Труба шнекового устройства вверху корпуса фурмы имеет привод с электродвигателем, а сопло шнекового устройства размещено на расстоянии 0,5÷1,5 диаметров цилиндрической полости от торца головки фурмы.

На чертеже представлена схема устройства для продувки газом и непрерывной подачи металлизованных окатышей (брикетов и других материалов) в ванну дуговой печи (продольный разрез).

Устройство состоит из водоохлаждаемого цилиндрического корпуса (1), центральной части корпуса (2), шнекового устройства с лопастями (3), закрепленными жестко на полой трубе (4) с центрирующими штоками (9), которые вращаются вместе с полой трубой шнекового устройства с соплом (11) от привода электродвигателя (7).

Фурма для продувки газом и подачи окатышей в ванну печи снабжена системой водоохлаждения (8), основанной на подаче и отводе воды через цилиндрические каналы в корпусе. По центральной цилидрической полости корпуса с определенной скоростью подаются железорудные металлизованные окатыши (6) или другое сыпучее сырье. Подача газа (кислорода или воздуха) на дожигание окиси углерода над зоной «кипения» окатышей в ванне осуществляется через сопла (10), установленные в корпусе фурмы над многосопловой медной головкой (12) с соплами (13) для подачи кислорода или другого газа на продувку металла в печи. Струи дутья из кислорода (14) обеспечивают интенсивное «кипение» металлизованных окатышей (содержащих углерод) в ванне. При этом в зоне «кипения» металлизованных окатышей выделяется большое количество окиси углерода, которое дожигается над ванной струями кислорода (15) с выделением дополнительного тепла на процесс электроплавки.

Расход кислорода на сопло (11), а также на сопла (10) и (13) регулируется в соответствии с расходом металлизованных окатышей в ванну дуговой печи.

Внедрение в практику производства электростали такого устройства для осуществления одновременной продувки металла кислородом и подачи железорудных окатышей в ванну дуговой печи обеспечивает сокращение длительности плавки примерно на 5%, увеличивает производительность печи на 3÷5% и сокращает расход электроэнергии на 20÷30 кВт·ч/т стали.

Источники информации

1. Авт. свид. СССР 255306. С21С 5/48. 1967.

2. Авт. свид. СССР 414312. С21С 5/48. Бюл. 20. 1972.

3. Трахимович В.И., Шалимов А.Г. Использование железа прямого восстановления при выплавке стали. – М.: Металлургия, 1982 – 248 с.

4. IRSID Antoine J., Paquel N, Domont – Fillor J. – “Metallurque et constr. mec.”, 1969, v.101. 5, p.267-273.

5. Авт. свид. СССР 499317. С21С 5/48. 1974 и Авт. свид. СССР 1079671. С21С 5/48. Бюл. 10. 1984.

Формула изобретения

1. Устройство для продувки газом дуговой сталеплавильной печи и одновременной подачи в нее металлизованных окатышей, содержащее двухъярусную фурму с водоохлаждаемым цилиндрическим корпусом для подачи газа через свод дуговой печи, отличающееся тем, что центральная часть водоохлаждаемого цилиндрического корпуса выполнена в виде цилиндрической полости, внутри которой по всей длине с возможностью вращения расположено шнековое устройство с соплом на конце.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено полой трубой, расположенной внутри полости, лопасти шнекового устройства жестко закреплены по всей длине полости на полой трубе, а сопло закреплено на конце полой трубы и выполнено с винтовой нарезкой.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено на конце водоохлаждаемого цилиндрического корпуса многосопловой головкой, над которой на расстоянии от 1 до 5 диаметров упомянутой головки размещен ряд сопел вокруг корпуса под углом от 15 до 45° относительно оси фурмы.

4. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что для обеспечения вращения полая труба вверху водоохлаждаемого цилиндрического корпуса соединена с приводом.

5. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что сопло шнекового устройства размещено на расстоянии 0,5-1,5 диаметров центральной полости от торца многосопловой головки фурмы.

РИСУНКИ