Пристрій для видалення охолоді з продувальної фурми

Корисна модель належить до металургії і може бути використана для видалення охолоді з продувочних фурм, які застосовують при виплавлянні металу, наприклад, у конверторах. Відомий пристрій для видалення охолоді з фурми, що містить охолоджуючу голівку, форсунки для подання води і розташовані нижче форсунок дискові фрези, які дозволяють видаляти охолодь механічною обробкою (а.с. СРСР, №852940, МПК3 С21с5/46, опубл. 07.08.81р., Бюл. №29). Пристрій має кілька недоліків: - механічне зрізання охолоді за допомогою фрез можна виконувати, тільки коли охолодь ще досить м'яка, тобто в стислий термін кристалізації охолоді; - існує небезпека пошкодження фрезами фурми, якщо зрізають недостатньо розігріту охолодь. Вказані недоліки погіршують ефективність використання пристрою. Відомий прийнятий за прототип пристрій для видалення охолоді з продувальної фурми, який містить розташований над кесонником каміну газовідвідного тракту печі кільцевий колектор з двома рядами оплавляючих сопел і газозмішувальну систему регулювання та подачі газів (декларац. патент, на винахід України №37592, МПК6 С21с5/46, опубл. 15.05.01р., БВ №4). В зазначеному пристрої існує можливість пошкодження його кільцевого колектору і сопел: механічного - від охолоді в процесі пересування фурми; пропалення - від крапель рідкого металу і високої температури (18002000°С) газів, що відходять з конвертеру. Отже недоліком прототипу є малий ресурс його експлуатації з-за пошкоджень колектору та сопел. В основу корисної моделі поставлено задачу: в пристрої для видалення охолоді з продувальної фурми шляхом вдосконалення його конструкції збільшити міжремонтний строк його експлуатації. Поставлена задача досягається в пристрої для видалення охолоді з продувальної фурми, який містить захищений водоохолоджувальним корпусом і розташований над кесонником каміна газовідвідного тракту печі колектор замкненого контур у, здебільшого кільцевий, з двома рядами оплавлювальних та змивальних сопел, обладнаних захисними кожухами і орієнтованих під кутом до осі фурми, а також газозмішувальну систему регулювання та подачі газів. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями. На фіг.1, 2 зображений загальний вигляд пристрою в двох видах, на фіг.3 - сопла в розрізі по А-А (у розрізі умовно показані два сопла). Пристрій (фіг.1,2) містить газовий колектор 1 замкненого контуру (у вигляді восьмигранного кільця), розташований у водоохолоджуваному корпусі 2 і встановлений над кесонником каміну 3 газовідводячого тракту печі 4. Колектор 1 має два ряди оплавлювальних 5 та змивальних 6 сопел, бокова поверхня яких знаходиться в порожнині корпусу 2, а голівки виходять на зовнішню поверхню корпусу 2 і розташовані під кутом відносно осі 7 фурми 8 (фіг.3). Сопла 5, 6 захищені від механічних пошкоджень кожухами 9, які встановлені поверх корпусу 2 з боку фурми 8. Пристрій також включає газозмішувальну систему 10, яка постачає газ чи суміш газів за допомогою патрубка 11 в колектор 1 і далі в сопла 5, 6. Охолоджуюча вода поступає і виходить з корпусу 2 через впускний 12 та випускний 13 патрубки. Для розділення потоків води в корпусі 2 встановлена перегородка 14. Пристрій працює таким чином. Після закінчення продування печі 4 (наприклад, конвертеру) фурму 8 з охолоддю 15 починають підіймати вгору з горловини печі 4 через кесонник каміну 3 газовідводячого тракту. Одночасно через газозмішувальну систему 10 в колектор 1 подають, наприклад, газову суміш “кисень-азот”, а в корпус 2 - охолоджуючу воду. Змивання охолоді 15 починають з верхньої її частини у напрямку до голівки фурми 8. Струмені газової суміші подають з сопел 5, 6 під кутом 65-80° для оплавлювальних і 15-20° - для змивальних 6 сопел до осі 7 фурми 8. Через приблизно 5 хвилин за допомогою системи 10 знижують в суміші наявність кисню. Таким чином більш розігріта нижня частина охолоді 15 видаляється менш реакційноспроможною сумішшю газів, що виключає можливість про палення фурми 8. Для того, щоб в процесі видалення охолоді 15 колектори і сопла 5, 6 не були пошкодженими охолоддю 15 при переміщенні фурми 8, або краплинами рідкого металу, колектор 1 захищений водоохолоджуваним корпусом 2. Захист голівок сопел 5, 6 додатково забезпечують кожухи 9, встановлені поверх корпусу 2 з боку фурми 8. Форма колектору 1 визначається формою фурми 8 з охолоддю 15, а також умовами його виготовлення. Цією формою може бути тор, кільцева труба круглого чи квадратного перерізу та інше. Головною умовою для колектору 1 є його замкнений контур, який забезпечує постачання в порожнину колектору 1 суміші газів через патрубок 11 і вихід цієї суміші через сопла 5, 6. Якщо є потреба, для видалення охолоді 15 можна використовувати й чистий кисень, але у цьому разі треба зменшити кут між оплавлювальними соплами 5 і віссю 7 фурми 8 до 55-65°. Кут між соплами 5 і віссю 7, менший ніж 55°, може привести до пропалення фурми 8 з-за недостатнього відводу рідкого металу із зони оплавлення. Кут між соплами 5 та віссю 7, більший ніж 80°, недоцільний, тому що оплавлений метал некеровано розбризкується в різні боки, що становить загрозу для роботи пристрою та обслуговуючого персоналу. У разі, коли кут між соплами 6 і віссю 7 менший за 15°, суттєво погіршується інтенсивність змивання оплавленого металу охолоді 15. Якщо цей кут перевищує 20°, сопла 6 починають частково заважати процесу оплавлення і керованого переміщення донизу металу з верхніх зон охолоді 15, тобто знижують продуктивність роботи пристрою. Приклад виконання пристрою Для видалення охолоді товщиною до 120мм з фурми конвертера ємністю 150 тон експлуатували пристрій, який складався з наступних основних частин: - порожнього колектору замкненої восьмигранної форми з двома рядами змиваючих та оплавляючих сопел; кут нахилу змиваючи та оплавляючи сопел до осі фурми - відповідно 20° і 70°; - водоохолоджуваного корпусу, в якому був розміщений колектор; - захисних кожухів, встановлених поверх корпусу і голівок сопел з боку фурми; - газозмішувальної системи регулювання та подачі суміші газів “кисень-азот”. Тривалість процесу видалення охолоді складала 5-8 хвилин. У порівнянні з прототипом строк експлуатації заявляємого пристрою збільшився в 1, 2 рази за рахунок: - надійної роботи колектору, який не виходив з ладу навіть у несанкціонованих випадках зіткнення колектору з охолоддю при пересуванні фурми; - відсутності засмічення сопел краплинами рідкого металу.