Торкрет-фурма для факельного торкретування конверторів

Винахід належить до галузі металургії, зокрема, до вогнетривкої футеровки і призначений для гарячих ремонтів цапфових ділянок конверторів. Торкрет-фурма під час ремонту займає вертикальне положення і може бути використана при факельному торкретуванні футеровки. Відома фурма для факельного торкретування конверторів [авт.свид. СРСР №287989, МПК ІЗ21C5/44, 1969р.], що містить коаксіально (з однією загальною віссю) змонтовані трубопроводи і концентричні сопла для подачі на футеровку торкрет - маси і кисню. Трубопроводи вигнуті в двох взаємно перпендикулярних площинах. Такою фурмою неможливо торкретувати конвертор у вертикальному положенні. Найбільш близьким технічним рішенням до пропонованого винаходу, обраним як прототип, є торкрет-фурма для факельного торкретування конверторів [авт. свід. СРСР №755851, МПК ІЗ21C5/44, 1978р.], що містить коаксіально змонтовані трубопроводи торкрет-маси і кисню, щілиноподібні сопла торкрет-маси і концентричні сопла кисню. Фурма забезпечує нанесення торкрет-покриття на футеровку конвертора. Недоліком цього технічного рішення, обраного як прототип, є мала стійкість торкрет-покриття через погану якість змішування торкрет-маси і кисню на шляху до футеровки. Кисень з кожного сопла стікає рівномірно, а торкрет-маса виходить з кожного сопла пульсуючим потоком, а щільність потоку торкрет-маси поблизу кожного сопла змінюється вдвічі за час 0,01-0,05сек. З огляду на те, що час польоту часток торкрет-маси від сопла до футеровки складає близько 0,1сек, паливо торкрет-маси згоряє в кожен момент часу або з великим недожогом, або з надмірним надлишком кисню, що в обох випадках призводить до зменшення температури торкретування і до зниження щільності і шлакостійкості торкрет-покриття. В основу винаходу поставлена задача розробити таку фурму, що при вертикальному положенні конвертора забезпечувала б високу стійкість торкрет-покриття, нанесеного на цапфові ділянки футеровки, які звичайно найбільшою мірою піддані шлакороз'єданню, шляхом вибору оптимального співвідношення розмірів конструктивних елементів. Поставлена задача вирішується тим, що в торкрет-фурмі для факельного торкретування конверторів, що містить коаксіально змонтовані трубопроводи торкрет-маси і кисню, горизонтальні щілиноподібні сопла торкретмаси і концентрично розташовані до них сопла кисню, відповідно до винаходу, на відстані від подовжньої площини симетрії щілиноподібних сопел торкрет-маси, рівному 3-5 діаметрам трубопроводу торкрет-маси, цей діаметр збільшений у 1,4 1,9 рази, а сумарна площа найменших поперечних перерізів сопів торкрет-маси складає 0,8-1,7 площі поперечного перерізу частини трубопроводу торкрет-маси зі збільшеним діаметром. Крім того частина трубопроводу торкрет-маси зі збільшеним діаметром розділена навпіл подовжньою перегородкою, розташованою по осі торкрет-фурми перпендикулярно осі щілиноподібних сопел торкрет-маси. Експериментально доведено, що нова сукупність обмежувальних і відмітних ознак є причиною, а технічний результат, що досягається - вибір оптимального співвідношення розмірів конструктивних елементів торкретфурми, а, отже, забезпечення високої стійкості торкрет-покриття, є наслідком. Нижче винахід пояснюється на прикладі його виконання з посиланнями на прикладені креслення, на яких представлено: - на Фіг.1 зображений поздовжній розріз торкрет-фурми поблизу її торця. - на Фіг.2 зображений розріз подовжньої площини симетрії щілиноподібних сопел торкрет - маси по А-А згідно Фіг.1. Фурма містить коаксіально змонтовані трубопроводи для підведення торкрет-маси 1 і кисню 2. Поблизу торця фурми 3 на однаковому видаленні від нього поперек від осі фурми 4 розташовані два спрямовані у протилежні боки щілиноподібні сопла торкрет-маси 5 і концентричні сопла кисню 6, що мають загальну подовжню площину симетрії 7, перпендикулярну осі фурми. На відстані від площини симетрії, рівному 3-5 діаметрам трубопроводу торкрет-маси цей діаметр збільшений у 1,4-1,9 рази, утворюючи розширену частину трубопроводу торкрет-маси 8. Щілиноподібні сопла торкрет-маси 5 у поперечному перерізі можуть мати різний перетин. Сумарна їхня площа складає 0,8-1,7 від площі поперечного перерізу розширеної частини трубопроводу торкрет-маси 8. У цій частині трубопроводу уздовж осі фурми встановлена подовжня перегородка 9, що розділяє її навпіл. При цьому перегородка 9 розташована перпендикулярно осі щілиноподібних сопел торкрет-маси 5. Пропонована торкрет-фурма працює в такий спосіб. Перед торкретуванням торкрет-фурму черезотвір у каміні вводять у порожнину по його подовжній осі, так, щоб сопла торкрет-маси 5 і кисню 6 були спрямовані на більш зношені цапфові ділянки футеровки конвертера. Спочатку вмикають подачу торкрет-маси, а потім і кисню по відповідних трубопроводах 1 і 2. Середня швидкість пилогазового потоку складає 50м/сек. При відстані від сопла торкрет-маси 5 до футеровки 5м тривалість перебування часток торкрет-маси у факелі - 0,1сек. Тому особливу актуальність здобуває змішування пилогазового потоку в стехіометричному співвідношенні з киснем по довжині факела (вздовж його осі). Рівномірність витікання торкрет-маси з двох протилежно спрямованих сопел збільшується при створенні поблизу їх розширення трубопроводу торкрет-маси до визначених меж. Крім того, поліпшенню рівномірного розподілу торкрет-маси по двох протилежно спрямованих соплах сприяє подовжня перегородка 9, встановлена в розширеній частині трубопроводу 8 так, що її об'єм поділяється навпіл. Відповідно до винаходу торкрет-фурма має наступні розміри: - внутрішній діаметр трубопроводу торкрет - маси 1-73мм; - внутрішній діаметр частини трубопроводу 8 зі збільшеним діаметром 100мм; - висота частини трубопроводу до 300мм; - найменша площа перетину сопла торкрет - маси (5) - 6240мм; - кількість сопел - 2; Витікання пилогазової суміші (торкрет-маси) вивчали на стенді. Експериментально встановлено, що рівномірність змішування в припустимих межах ( ± 5%) має місце, якщо діаметр трубопроводу торкрет-маси 8 на відстані від подовжньої площини симетрії щілиноподібних сопел торкрет-маси 5, рівним 3-5 діаметрам трубопроводу торкрет-маси 1, виконаний розширеним з діаметром у 1,4-1,9 разів більше діаметра трубопроводу торкрет-маси 1. Причому, найбільш рівномірний розподіл матеріалу по соплах досягається при сумарній площі найменших поперечних перерізів сопел, що складає 0,8-1,7 площі поперечного перерізу розширеної частини трубопроводу торкрет-маси 8. Торкрет-фурму випробували на 160т конвертері ММК ім.Ілліча. Стійкість торкрет-покриття, нанесеного на цапфові зони футеровки, складала в середньому 10 плавок проти 7 плавок при використанні торкрет-фурми без розширеної частини трубопроводу торкрет-маси з перегородкою і з сумарною площею сопел торкрет-маси, рівною площі поперечного перерізу трубопроводу торкрет-маси.