Фурма

Фурма, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи топлива и окислителя, а также подвода и отвода охладителя и головку с центральным и периферийными тангенциально направленными соплами, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что центральное сопло выполнено в виде звездочки, а периферийные расположены между ее вершинами. С > Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сталеплавильному производству, и может быть использовано в подовых печах и конвертерах. Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому эффекту является фурма, содержащая концентрически расположенные трубы, образующие тракты для подачи топлива, окислителя, головку с центральным соплом для подачи топлива и соплами для подачи окислителя, тангенциально направленными и составляющими с вертикальной диаметральной плоскостью фурм угол 10-60°. Недостатком известного устройства является повышенный расход топлива, кислорода, невысокая интенсивность нагрева шихты и низкая стойкость фурмы. Недостаточно интенсивный нагрев шихты и повышенный расход топлива в периоды плавки, когда фурма работает как горелочиое устройство, обусловлены тем, что ско рость истечения газообразных энергоносителей через цилиндрические и щелевые сопла низкая, вследствие чего ухудшаются условия теплопередачи конвекцией от факела к шихте. В жидкие периоды плавки наконечник фурмы заглублен в шлакометаллическую эмульсию или в металл, что приводит к увеличению тепловых потерь с охлаждающей фурму водой, к перерасходу топлива и снижению стойкости фурм. Из-за небольшой глубины внедрения струй газокислородной смеси в металл теплонапряженность в очаге продувки ванны окислителем высокая, вследствие чего наблюдается повышенный угар железа и низкий выход жидкой стали. Задачей настоящего изобретения является повышение скорости истечения газообразных энергоносителей из головки фурмы и увеличение глубины внедрения струй газокислородной смеси в металл. чэ ел 00 о 9958 Поставленная задача решается тем, что в фурме, содержащей концентрично расположенные трубы, образующие тракты для подачи топлива и окислителя, а также подвода и отвода охладителя и головку с цент- 5 ральным и периферийным тангенциально направленными соплами, согласно изобретению, центральное сопло выполнено в виде звездочки, а периферийные расположены между ее вершинами. 10 На фиг. 1 изображен продольный разрез предлагаемой фурмы; на фиг. 2 - разрез А-А фиг.1 Фурма состоит из четырех концентрически расположенных труб, одна из которых 15 центральная 1 служит для подачи окислителя, две другие 2 и 3 образуют тракт для подачи топлива» труба 4 является корпусом фурмы. Трубы соединены с головкой 5, которая имеет центральное сопло 6, выходное от- 20 верстие которого выполнено в виде четырехлучевой звездочки (1), и несколько, например четыре, цилиндрических сопла 7 для подачи топлива, расположенных между вершинами звездочки. 25 Сопла 7 направлены тангенциально относительно вертикальной оси фурмы, а их оси составляют с вертикальной диаметральной плоскостью фурмы угол 10-60°. Фурма работает следующим образом. 30 В центральное сопло 6, отверстие которого выполнено Й виде звездочки, подают окислитель, поток которого увеличивает свою поверхность путем образования дополнительных поверхностей в виде расхо- 35 дящихся лучей. В цилиндрические сопла 7, которые расположены между вершинами звездочки и тангенциально направлены относительно оси фурмы и основного потока кислорода, подают топливо. На выходе из 40 фурмы истекающие струи приобретают движение, направленное перпендикулярно расходящимся лучам кислородного потока, и тангенциальное движение относительно основного потока окислителя. Наличие цен- 45 трального сопла, выполненного в виде звездочки, и расположение газовых сопел между вершинами звездочки позволяет интенсифицировать процессы перемешивания тангенциальных струй топлива со 50 струей окислителя путем внедрения струй топлива как в основной поток окислителя, так и лучеобразные его потоки, а также за счет увеличения поверхности контакта окислителя с топливом. В результате лучшего 55 перемешивания топлива с окислителем интенсифицируются процессы горения топлива и снижается его расход, В период рафинирования расплава окислителем продувку ведут без погруже ния головки фурмы в металл, так как глубина внедрения струи, истекающей из сопла, имеющего форму звездочки, значительно больше, чем для эквивалентного по расходу круглого сопла. При этом снижаются тепловые потери с охлаждающей фурму водой и возрастает ее стойкость за счет увеличения обьема реакционной зоны и снижения окислительного потенциала газовой фазы путем увеличения глубины внедрения струи в металл и лучшего перемешивания топлива с окислителем, снижается теплонапряженность в очаге продувки и увеличивается выход жидкой стали. Таким образом, использование изобретения позволяет интенсифицировать нагрев металлошихты, увеличить выход жидкой стали, снизить расход топлива и увеличить стойкость фурмы. Пример конкретного выполнения. Исследование эффективности работы фурменных устройств предлагаемой конструкции и принятой за прототип были проведены на 500-т м а р т е н о в с к о й печи. Испытывались три конструкции фурм. Вариант А - предлагаемая конструкция фурмы. Вариант Б - конструкция фурмы, у которой центральное сопло выполнено в виде звездочки, а периферийные сопла расположены против вершины звездочки. Вариант В - конструкция фурмы отвечала конструкции, принятой за прототип. Лучшие технико-экономические показатели относятся к предлагаемой конструкции фурм (вариант А). Длительность плавки уменьшилась по сравнению с прототипом на 5,4%, в том числе период прогрева на 18%, а плавления и доводки на 4,9%, при этом сократились удельные расходы топлива и кислорода соответственно на 6,4; 16,3%, запыленность дымовых газов на 50%, содержание железа в шлаке на 6%, выход жидкой стали увеличился на 1,0%. Стойкость фурм увеличилась в 15 раз. Ухудшение технико-экономических показателей при использовании фурм с расположением сопел для подачи топлива против вершины звездочки (вариант В), по сравнению с предлагаемой конструкцией (вариант А), объясняется некоторым ухудшением перемешивания потоков топлива с окислителем, так как при расположении газовых сопел против вершин лучей звездочки струи топлива, истекающие из тангенциальных сопел, не внедряются в боковую поверхность потоков окислителя, образуемых лучами звездочки на поверхности основного потока. 9958 Основные технико-экономические показатели плавок, проведенных с использованием трех типов фурм Варианты конструкций фурм Показатели А 1 .Длительность плавки, час в том числе прогрев плавление+доводка 2.Выход жидкой стали, % 3.Удельные расходы, кг/т топлива кислорода 4.Содержание железа в шлаке, % 5.Запыленность дымовых газов в вертикальном канале, г / м 3 б.Стойкость фурмы, количество плавок Б В 9,20 1,33 3.9 92,0 9,34 1,47 4,0 91,8 9,71 1,64 4,1 91,0 103,0 40,2 12 106,0 42,0 14 110,0 48 18 7 9 14 220 232 14 9958 6 Техред М.Моргентал Упорядник Замовлення 4560 Коректор Л.Філь Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраТни, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101