Компенсатор фурми

1 Компенсатор фурми, що містить сильфон із ЗОВНІШНІМ металевим обплетенням, який розміщений між нижньою і верхньою ділянками труби, який відрізняється тим, що всередині сильфона розміщений захисний каркас, який прикріплений верхнім кінцем до верхньої ділянки труби 2 Компенсатор фурми за п 1, який відрізняється тим, що нижня частина захисного каркаса встановлена в опорне кільце, яке прикріплено до внутрішньої поверхні нижньої ділянки труби 3 Компенсатор фурми за п 1, який відрізняється тим, що захисний каркас додатково прикріплений нижнім кінцем до нижньої ділянки труби, при цьому захисний каркас виконаний рознімним із двох патрубків, які один з одним з'єднані телескопічно Винахід відноситься до чорної металурги, зокрема до конструкцій компенсаційних пристроїв верхніх дуттьових фурм Звичайно верхня продувальна фурма містить у своїй конструкції один або декілька компенсаторів термічних напруг, що викликано нагріванням і подовженням зовнішньої труби в процесі продувки Розтягуючись, зовнішня труба, що приварена до головки фурми, тягне за собою і внутрішні труби, які також приварені до фурменої головки, їхнє відносне подовження в процесі продувки менше, ніж у зовнішньої труби, що призводить до розірвання внутрішніх труб і виходу фурми з ладу Щоб уникнути розривів внутрішніх труб на них встановлюють компенсаційні пристрої - в фурмах з центральним підведенням кисню на центральній трубі ставлять сильфонний компенсатор (гнучкий гофрований металевий шланг), а на проміжній трубі - телескопічний компенсатор, в дуттьових пристроях з центральним підведенням води на центральній і проміжній трубах встановлюють по одному сильфонному компенсатору (Якушев А М Справочник конвертерщика, 1990, с 94, рис 10) ний у вигляді сильфону з ЗОВНІШНІМ металевим обплетенням (фурма з центральним підведенням кисню) Вада означених конструкцій фурм полягає у вкрай низькій СТІЙКОСТІ компенсаторів, що призводить до малої надійності і недовговічності роботи дуттьових пристроїв Низька СТІЙКІСТЬ компенсаторів у фурмах з центральним підведенням кисню викликана пережимами металошлангового рукава із-за неврівноваженості тиску кисню на внутрішню поверхню і води на зовнішню поверхню сильфону, а в моменти подавання охолоджувача при відключеному дутті - гідравлічними ударами з боку води, що надходить В фурмах з центральним підведенням води спостерігається аналогічна картина, коли вода, що надходить, тисне на внутрішню поверхню компенсатора, який встановлений на центральній трубі, і на зовнішню поверхню компенсатора, що встановлений на проміжній трубі, піддаючи пристрої гідравлічним ударам При включеному дутті існує різниця тиску води і кисню на поверхні сильфонів і вони виходять з ладу в результаті пережимів в різних місцях Найбільш близьким до описуємого винаходу за технічною суттю і досягаемим результатом є фурма для продувки металу (а с СРСР № 985060, кл С21С 5/48, 1981), яка містить три концентричне Також відома фурма для продувки металу (ас СРСР № 204354, кл С21С 5/48, 1967), що містить три концентричне розташовані труби, які утворюють тракти подавання кисню, підведення і відведення охолоджувача, наконечник і компенсатор, що розташований на середній трубі і викона СО го 47733 розташовані труби, що утворюють тракти подавання кисню, підведення і відведення охолоджувача, наконечник і компенсатор, який розташований на внутрішній трубі, навколо компенсатора встановлений захисний кожух, що може бути виконаний у вигляді двох патрубків, які з'єднані телескопічно один з одним Наявність захисного кожуху охороняє компенсатор від впливу гідравлічних ударів, особливо в початковий момент подавання охолоджувача в фурму за відсутності тиску кисню і при відключенні дуття після кисневої продувки Вадою даної конструкції є значна трудомісткість і складність проведення робіт по обслуговуванню і заміні компенсатора - ЗОВНІШНІЙ ОГЛЯД СИльфону після зняття ЗОВНІШНІХ труб фурми зробити неможливо без зрізання захисного кожуху, бо захисний кожух повністю закриває зовнішню поверхню сильфону, заміну компенсатора зробити надзвичайно складно, бо спочатку необхідно зрізати захисний кожух, після цього зрізати приварений до нього компенсатор, оглянути його і, якщо він пошкоджений, зробити заміну сильфону - приварити новий шланг до внутрішньої поверхні захисного кожуху, а після цього сам захисний кожух приварити до КІНЦІВ труби фурми В основу винаходу поставлена задача вдосконалення конструкції сильфонного компенсатора, в якій шляхом зміни місця розташування захисного кожуху можна добитися зручності і значного зниження трудомісткості робіт при обслуговуванні і заміні компенсаторів, що призведе до підвищення надійності і ДОВГОВІЧНОСТІ роботи дуттьових пристроїв Поставлена задача вирішується тим, що в компенсаторі фурми, що містить сильфон з ЗОВНІШНІМ металевим обплетенням, який розміщений між нижньою і верхньою ділянками труби, згідно винаходу, всередині сильфону розміщений захисний каркас, який прикріплений верхнім кінцем до верхньої ділянки труби Нижня частина захисного каркасу може бути вставлена в опорне кільце, яке прикріплено до внутрішньої поверхні нижньої ділянки труби Захисний каркас може бути додатково прикріплений нижнім кінцем до нижньої ділянки труби, при цьому захисний каркас виконаний рознімним з двох патрубків, які один з одним з'єднані телескопічно Розміщення захисного каркасу всередині сильфону дозволяє при знятих верхніх трубах фурми зробити візуальний огляд компенсатора і, при його пошкодженні, зробити заміну сильфону без зрізання захисного каркасу Вставлення нижньої частини захисного каркасу в опорне кільце дозволяє уникнути під час роботи компенсатора можливих вібрацій і перекосу захисного каркасу в сильфоні, які є причинами передчасного виходу сильфону з ладу в результаті пережимів сильфону і появи в ньому тріщин Виконання захисного каркасу з двох патрубків, що телескопично з'єднані один з одним, також дозволяє уникнути пережимів сильфону і виходу його з ладу в результаті можливого перекосу захисного каркасу в сильфоні На фіг 1 і фіг 2 в розрізі зображені ВІДПОВІДНО конструкції фурм з центральним підведенням ки сню і з центральним подаванням води Дуттьові пристрої мають в своєму складі патрубки підведення кисню 1, підведення 2 і відведення 3 води В конструкціях фурм присутні компенсатори - сильфонного 4 і телескопічного 5 типів На фіг 3 і фіг 4 зображені варіанти виконання сильфонного компенсатора 4 з суцільним захисним каркасом, на фіг 5 - зображений варіант виконання сильфонного компенсатора 4 з захисним каркасом, що виконаний складеним з двох патрубків, які телескопічно з'єднані один з одним В першому варіанті виконання (фіг 3) сильфонний компенсатор, що прикріплений до верхньої 6 і нижньої ділянок 7 необхідної труби дуттьового пристрою (центральної або проміжної), складається з сильфону 8 (гофрованого металорукава), який легко розтягується і стискається та обвальцьовуванний на кінцях спеціальними манжетами 9 для кріплення сильфону шляхом зварювання, верхнього фланця 10 і захисного каркасу 11, що вставлений з зазором у сильфон 8 (з метою мінімізації вібрації і перекосу захисного каркасу 11 в сильфоні 8 зазор повинен мати мінімально допустимий розмір) і закріпленого своїм верхнім кінцем в верхньому фланці 10 шляхом зварювання Під час роботи фурми можливі її вібрація і поштовхи, тому з метою усунення можливості вібрації і перекосу захисного каркасу 11 в сильфоні 8 доцільний другий варіант конструкції компенсатора (фіг 4) унизу захисний каркас 11 може бути вставлений в спеціально приварене до внутрішньої поверхні нижньої ділянки труби 7 опорне кільце 12, при цьому нижня частина захисного каркасу 11 може бути зменшена в діаметрі шляхом зменшення товщини стінки труби В більш прийнятному варіанті виконання (фіг 5) захисний каркас може бути виконаний у вигляді двох зчленованих шляхом телескопічного з'єднання 16 верхнього 14 і нижнього 15 патрубків, що ВІДПОВІДНО приварені до верхнього 10 і нижнього 13 фланців, які розміщені між манжетами 9 сильфону 8 і ділянками труби 6 і 7 Компенсатор працює наступним чином При ПІДГОТОВЦІ до введення фурми до конвертера в неї подається вода по трубі 2 за відсутності подавання дуття по трубі 1 (фіг 1 і фіг 2) За відсутності захисного каркасу компенсатор піддається дуже сильному гідравлічному удару і в результаті тиску води стінки сильфону починають деформуватися (роздуватися) в сторону вільного від дуття кисневого тракту, тобто компенсатор на центральній трубі в фурмах з центральним підведенням кисню (див фіг 1) починає роздуватися всередину, в фурмах з центральним підведенням води (див фіг 2) компенсатор на центральній трубі видувається назовні, а компенсатор на проміжній трубі - у всередину При подаванні кисню сильфон також буде деформований (хоча і в меншій мірі) в одну із сторін в результаті неврівноваженості тиску кисню і води в трактах фурми В результаті цього термічні напруги розподіляються по стінкам сильфону нерівномірно і сильфон лопається або проривається в місцях деформації Наявність захисного каркасу в компенсаторі фурм з центральним підведенням кисню дозволяє механічно (захисний каркас собою здержує стінку сильфону від розду 47733 вання) здержувати сильфон від деформування у всередину, тобто у кисневий тракт, а при подаванні кисню, якщо тиск кисню перевищує тиск води, стримувати натиск дуття, що рятує компенсатор від роздування в зворотному напрямку, тобто у тракт подавання води Наявність у фурмах з центральним підведенням води захисного каркасу в сильфоні, який встановлений на центральній трубі, сприяє стримуванню напору води, що не дозволяє видуватися компенсатору назовні, тобто у кисневий тракт, а захисний каркас в сильфоні на периферійній трубі, також як і в фурмах з центральним подаванням кисню, механічно здержує компенсатор від деформації у всередину, тобто у кисневий тракт При подаванні кисню, якщо його тиск перевищує тиск охолоджувача, захисний каркас на центральній трубі механічно здержує компенсатор від роздування у всередину, тобто у тракт подавання води, а на проміжній трубі стримує натиск дуття на стінки сильфону і не дозволяє йому видуватися назовні, тобто у тракт відведення води Під час роботи фурми розширення зовнішньої труби дуттьового пристрою компенсують сильфонні компенсатори, за рахунок подовження яких подовжуються і внутрішні труби При цьому захисні каркаси не заважають поздовжньому розширенню сильфонів 8, бо суцільний захисний каркас 11 вільно ходить в сильфоні 8 (фіг 3) або в захисному КІЛЬЦІ 12 (фіг 4), а якщо захисний каркас виконаний складеним з двох патрубків 14 і 15 (фіг 3), то телескопічне з'єднання 16 складових частин 14 і 15 захисного каркасу забезпечує вільне поздовжнє переміщення їх один в одному В результаті розміщення захисного каркасу всередині сильфону його поверхня не деформується і не пережимається, термічні напруги розподіляються по поверхні компенсаторів рівномірно, ефективність роботи і термін служби сильфонів при цьому значно зростають Крім того, при використанні запропонованих конструкцій сильфонних компенсаторів вся їхня зовнішня поверхня доступна для огляду (ВІДПОВІДНО при зніманні ЗОВНІШНІХ труб фурми) і при візуальному виявленні розривів і тріщин в сильфоні його замінюють, відрізаючи в точках А і Б (див фіг З - фіг 5), без зрізання захисного каркасу, що значно спрощує проведення ремонтних робіт верхніх фурм Використання запропонованих варіантів конструкції компенсатора для кисневих фурм підвищує їхню надійність і ДОВГОВІЧНІСТЬ, збільшує СТІЙКІСТЬ компенсатора, а отже і СТІЙКІСТЬ фурм, знижує трудомісткість і складність проведення робіт по обслуговуванню і заміні компенсаторів, що дозволить отримати значний економічний ефект в результаті зниження затрат людино-годин на обслуговування дуттьових пристроїв, економії сильфонних шлангів, які дорого коштують, електродів, підвищення терміну експлуатації фурм і збільшення продуктивності конвертерних агрегатів в результаті зниження простоїв фурм ФІГ. 1 47733 Фіг. 2 ? • Фіг. З 47733 б Фіг. 4 Фіг. 5 10 11 47733 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 12