Продувальний пристрій киснево-конверторного процесу

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно, к кислородноконвертерным процессам и может быть использовано как средство для продувки металла кислородом. Широко известны газокислородные горелкифурмы для предварительного подогрева лома газокислородным факелом, как известны и двухъярусные фурмы для продувки конвертерной ванны кислородом и дожигания, выделяющейся во время продувки, окиси углерода (Акинфиев В.И., Шалимов А.Г. и др. Фурма для продувки жидкого металла. А.с. СССР №438702, кл. C21C5/48, Бюл. №29, 1974; Мастицкий А.И. и др. Фурма для продувки металла. А.с. СССР №1759889, Бюл. №33, 1992). Применение каждого из указанных устройств позволяет повысить долю металлолома в шихте, однако для горелки-фурмы требуются отдельные стенды для их обслуживания, при этом одновременное их использование невозможно: после прогрева металлолома необходимо поднять на стенд. горелку, затем с другого стенда опустить фурму с продувкой и дожиганием. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является продувочное устройство кислородноконвертерного процесса, представляющее собой комбинированную топливно-кислородную фурму, снабженную водоохлаждаемым корпусом и выполненную с двумя концентрически расположенными радиусами сопел, с возможностью подачи по внутреннему радиусу топлива, либо кислорода на выбор (Гребень К.А., Глинке А.П. и др. Способ производства стали в конвертере. А.с СССР №1016366, Бюл. №17, 1983). Недостатками известного устройства являются: сравнительно низкая оперативность в управлении тепловыми и химическими процессами, происходящими в конвертере. Так, после окончания прогрева шихты необходимо перекрыть тракт подачи в фурму природного газа, продуть ее инертным газом (чтобы не допустить образования взрыва той смеси) и только после этого можно подавать в тракт кислород и начинать продувку ванны, а также невозможность дожигания CO и CO2 непосредственно за зоной продувки и по всей ванны, так как оба радиуса сопел, подающих O2 выполнены в донной части головки в непосредственной близости друг от друга. Оба эти недостатка приводят к значительным потерям химического тепла реакций и требует повышения доли жидкого чугуна, снижает тем самым долю лома в шихте. Задачей настоящего изобретения является совершенствование продувочного устройства кислородно-конвертерного процесса путем выполнения водоохлаждающего корпуса отстоящим от кислородной фурмы на зазор, служащий трактом для подачи топлива или нейтрального газа и оборудования его независимым приводом, что позволяет оперативно реагировать и универсально влиять на тепловые и химические процессы, происходящие по всему объему конвертера в каждый момент времени прогрева и плавки шихты, продувки жидкой ванны кислородом, с дожиганием CO до двуокиси углерода по всей поверхности ванны и доводки расплава по температуре и химсоставу, тем самым повысить долю лома и снизить расход чугуна. Указанный технический результат, а именно оперативное реагирование и универсальное влияние на тепловые и химические процессы, происходящие по всему объему конвертера достигается благодаря тому, что в известном продувочном устройстве кислородноконвертерного процесса, состоящем из водоохлаждаемого корпуса и фурмы выполненной с двумя концентрически расположенными радиусами сопел, согласно заявленному решению водоохлаждаемый корпус установлен с зазором от кислородной фурмы, а концентрически выполненные радиусы сопел расположены двумя ярусами, при этом, как фурма, так и корпус оборудованы независимыми друг от друга приводами. Между существенными отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь. Так, выполнение водоохлаждаемого корпуса с зазором от кислородной фурмы, позволяет использовать зазор как тракт для подачи природного или нейтрального газа в зависимости от надобности, а выполнение кислородной фурмы с соплами, расположенными двумя ярусами и снабжение корпуса и фурмы независимыми друг от друга приводами позволяет вести прогрев шихты природным газом в инжектирующих струях кислорода и дожигать CO до CO2 по всей поверхности ванны в период продувки, используя при этой нейтральный газ для защиты футеровки печи. Таким образом, достигается наиболее полное использование химического тепла процесса получения двуокиси углерода, что в сочетании с возможностью манипулирования температурой факела, его формой, интенсивностью истечения газового потока и высотой проникновения в жидкую ванну, позволяет снизить расход жидкого чугуна и увеличить долю металлического лома, снизив тем самым себестоимость выплавляемой стали. Сущность заявляемого продувочного устройства кислородно-конвертерного процесса поясняется графически, где на чертеже (фиг.) изображен общий вид устройства, продольный разрез. Продувочное устройство кислородноконвертерного процесса содержит водоохлаждаемый корпус 1, кислородная фурма 2 с двумя ярусами сопел 3 и 4, штуцера для подачи кислорода 5 и 6, подачи и отвода воды 7, 8, 9, 10, подачи природного и нейтрального газов 11, 12, сальник между охлаждаемым корпусом горелки и кислородной фурмой 13 и центрирующие на корпусе фурмы 14. Перемещение продувочного устройства возможно в целом (двумя приводами одновременно, например, лебедками) и ее отдельных частей самостоятельно. При прогреве шихты продувочное устройство вводится в конвертер и устанавливается на необходимом уровне, при этом головка фурмы находится на одном уровне с нижним торцом корпуса. В зазор между охлаждаемым корпусом 1 и фурмой 2 подается природный газ, а в нижний ярус сопел 4 подается кислород. За счет инжектирующей способности струй кислорода формируется факел для подогрева шихты. При понижении уровня оплавленной шихты, по мере необходимости, опускается корпус или фурма или то и другое одновременно. По окончании прогрева шихты закрывается природный газ, в зазор подается инертный газ, одновременно опускается вниз для продувки кислородная фурма до освобождения сопел второго яруса 3, использующаяся для дожигания окиси углерода и на них дается кислород. После окончания продувки фурма поднимается вверх, закрывается кислород на сопла второго 3 и первого 4 ярусов. Использование заявляемого продувочного устройства кислородно-конвертерного процесса в действующих агрегатах позволит снизить расход жидкого чугуна, увеличить долю лома, снизить себестоимость выплавляемой стали.