Фурма для десульфурації чавуну зернистим магнієм

Фурма для десульфурації чавуну зернистим магнієм, що включає каркас із вогнетривкої футеровки, канал фурми з роздільником двофазного потоку, відводи зі змінними соплами, вбудованими 3 ку потоків через розширення перетину за зрізом каналу також перешкоджають істотній раціоналізації параметрів інжектування, тобто підвищенню концентрації реагенту в газоносії й зниженню витрати газоносія. При десульфурації високосірчаного чавуну у великовантажних ковшах та одержанні низькосірчаного чавуну необхідно вводити в розплав до 200 кг і більше магнію. Навіть при інтенсивності подачі магнію 14-20 кг/хв., що забезпечується двосопловою фурмою [2], потрібна більша тривалість введення реагенту в чавун (10-14 хв.). Більша тривалість циклу обробки призводить до зниження стійкості фурм і збільшення трудомісткості їх обслуговування. Крім того, вводиться обмеження на наповнення ковшів чавуном, вільний простір у ковші повинен бути не менше 0,4 м. Задача, що вирішується винаходом, полягає в підвищенні інтенсивності введення зернистого магнію в рідкий чавун, забезпеченні надійного пневмотранспортування зернистого магнію й високих показників десульфурації чавуну у великогабаритних ковшах. Вирішується поставлене завдання в результаті того, що в роздільник двофазного потоку вбудований розсікач у вигляді конуса, діаметр основи якого дорівнює діаметру каналу фурми, а кут при вершині конуса дорівнює куту нахилу відводу каналу фурми відносно вертикальної осі фурми. При цьому відводи виконані прямолінійними з діаметром вхідних отворів, який вибирають із співвідношення: 180 dвх.  dк  sin , n де dвх. - діаметр вхідних отворів відводів, мм; dк - діаметр каналу фурми, мм; n - кількість відводів, шт., причому вхідні отвори відводів виконані з конусністю  =5-10°. Технічний результат від використання фурми, що заявляється, полягає в забезпеченні стійкого введення зернистого магнію в розплав чавуну, підвищенні інтенсивності введення зернистого магнію, збільшенні наповнення ковшів із чавуном, зменшенні тривалості обробки чавуну й відповідно зниженні працезатрат на ремонт фурм. Порівняння фурми, що заявляється, із прототипом, показало, що вона відрізняється тим, що в роздільник двофазного потоку вбудований розсікач у вигляді конуса, діаметр основи якого дорівнює діаметру каналу фурми, а кут при вершині конуса дорівнює куту нахилу відводу каналу фурми відносно вертикальної осі фурми. При цьому відводи виконані прямолінійними з діаметром вхідних отворів, який вибирають зі співвідношення: 180 dвх.  dк  sin , n де dвх. - діаметр вхідних отворів відводів, мм; dк - діаметр каналу фурми, мм; n - кількість відводів, шт., причому вхідні отвори відводів виконані з конусністю  =5-10°. Отже фурма, що заявляється, відповідає критерію "новизна". 95876 4 Порівняння фурми, що заявляється, з іншими відомими в даній області технічними рішеннями не дозволило виявити в них ознаки, що відрізняють її від прототипу. Отже фурма, що заявляється, відповідає критерію "винахідницький рівень". Суть винаходу фурми пояснюється кресленням, де на Фіг.1 показана конструкція нижньої частини 4-соплової фурми в поздовжньому розрізі. Фурма, що заявляється, включає каркас 1 з вогнетривкої футеровки 2, канал 3 фурми з роздільником 4 двофазного потоку із вбудованим розсікачем 5 у вигляді конуса, прямолінійні відводи 6 зі змінними соплами 7, котрі забезпечені вогнетривкими вставками 8. Діаметр основи розсікача 5, виконаного у вигляді конуса, дорівнює діаметру каналу 3 фурми, а кут  при вершині розсікача дорівнює куту нахилу прямолінійного відводу 6 каналу фурми відносно вертикальної осі фурми. Діаметр вхідних отворів прямолінійних відводів вибирають зі співвідношення: 180 dвх.  dк  sin ,n n де dвх. - діаметр вхідних отворів відводів, мм; dк - діаметр каналу фурми, мм; n - кількість відводів, шт., причому вхідні отвори відводів виконані з конусністю =5-10°. Робота фурми, що заявляється, здійснюється в такий спосіб. У бункері з магнієм (на кресленні не показаний) створюють надлишковий тиск, що перевищує опір інжекційної системи при зануреній у чавун фурмі, відкривають подачу транспортуючого газу з бункера магнію у фурму й фурму занурюють у розплав чавуну на необхідну глибину. Включають дозуючий пристрій (на кресленні не показане) подачі реагенту й зернистий магній пневмотранспортується в канал 3 фурми й далі через роздільник 4 двофазного потоку, прямолінійні відводи 6 і змінні сопла 7 - у розплав чавуну. Після введення необхідної кількості реагенту його подачу припиняють, фурму витягають із металу, а транспортуючий газ перекривають. Суть фурми, що заявляється, полягає в наступному. У роздільник двофазного потоку вбудований розсікач у вигляді конуса, діаметр основи якого дорівнює діаметру каналу фурми, а кут  при вершині конуса дорівнює куту нахилу відводу відносно вертикальної осі фурми. Це забезпечує рівність кутів падіння й відбиття часток твердої фази двофазного потоку від розсікача й сприяє руху часток паралельно поздовжнім осям відводів. Дообладнання роздільника двофазного потоку розсікачем у вигляді конуса, прямолінійними відводами з діаметром вхідних отворів, обраних так, що вони мають точку дотику й виконані з конусністю, дозволяють забезпечити практично рівний поділ двофазного потоку до його введення у відводи. Наявність розсікача в розподільнику потоків дозволяє звести до мінімуму розширення за зрізом каналу фурми й сприяє рівномірності поділу двофазного потоку не тільки на два, але й на 3, 4 і більшу кількість пото 5 ків, а також зводить до мінімуму втрати швидкості двофазного потоку й підвищенню концентрації зернистого магнію в газі-носії. Діаметр вхідних отворів відводів вибраний зі 180 , щоб незалежно співвідношення dвх.  dк  sin n від кількості відводів розмістити їх у роздільнику потоків так, щоб вони мали загальні точки дотику, тобто в окружність із діаметром, рівним діаметру каналу, вписаний правильний багатокутник із числом сторін n. Довжина сторони багатокутника дорівнює діаметру вхідного отвору відводу. Запропоноване технічне рішення забезпечує введення двофазного потоку безпосередньо у вхідні отвори відводів, тобто виключає виникнення пульсацій, збурювань і ріст опору в інжекційній системі. Виконання вхідних отворів з конусністю  =510° дозволяє зменшити місцевий опір при переході каналу фурми у відводи й стабілізувати швидкість двофазного потоку у відводах і далі в соплах до моменту виходу струменя з фурми. При конусності вхідних отворів більше  =10° відбувається істотний ріст опору на цій ділянці й виникають пульсації в інжекційній системі. Зниження конусності менше  =5° недоцільно з конструктивної точки зору. Як видно з вищевикладеного, використання фурми, що заявляється, дозволяє забезпечити стійке введення зернистого магнію в рідкий чавун з 95876 6 високою інтенсивністю й скоротити повний цикл обробки чавуну. Розосереджене введення зернистого магнію в рідкий чавун у комбінації з раціоналізацією параметрів інжектування, забезпечує технологічність протікання процесу й можливість наповнення ковшів чавуном під обробку з малим вільним простором. Одночасно із цим поліпшуються й техніко-економічні показники процесу, у т.ч. зростає стійкість фурм, відповідно знижуються працезатрати на їх ремонт, втрати температури чавуну за період вдування, досягається високе засвоєння магнію розплавом, а, отже, вирішується поставлена задача й досягається очікуваний результат. Джерела інформації: 1. Пат. №82304 Україна, C21С 1/02. Фурма для десульфурації чавуну зернистим магнієм у великовантажних ковшах / Большаков В.І., Шевченко А.П., Остапенко А.В., Двоскін Б.В., Кисляков В.Г., Александров В.О., Башмаков A.M., Шевченко В.М. 2. Пат. № 86325 Україна, С21С 1/02. Фурма для десульфурації чавуну зернистим магнієм у великовантажних ковшах / Большаков В.І., Шевченко А.П., Остапенко А.В., Двоскін Б.В., Шевченко С.А., Кисляков В.Г., Александров В.О., Башмаков A.M., Шевченко В.М. - прототип. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 95876 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601