SU461126A1 - Tuyere for metal products - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии . Известна фурма дл  продувки металла, содержаща  концентрично расположенные трубы , образующие тракты дл  подвода и отвода охладител , центральный газовый тракт, сопла , соединенные с газовым трактом и контактирующие с наружной трубой посредством сферических шарнирных выступов, расположенных на наружной поверхности сопел, в которой сопла соединены с трубой дл  газа также через сферические шарнирные выступы. Дл  изменени  угла наклона сопел труба дл  газа выполнена подвижной по вертикали и вокруг продольной оси фурмы. Однако ненадежна  работа сферических шарнирных соединений как уплотнительных узлов приводит к просачиванию охлаждающей воды в газовый тракт или окислительного газа из газохода в охлаждающий тракт при разности давлений воды и газа. Это объ сн етс  возникновением зазоров вследствие износа рабочих поверхностей сферических шарнирных выступов и сопр гаемых с ними деталей при перемещени х последних дл  установки необходимого угла наклона сопел. Наличие поверхностных дефектов (царапин, трещин , вм тин, задиров) на рабочих поверхност х указанных деталей также способствует возникновению зазоров между ними. Кроме того, дл  установки необходимого угла наклона сопел требуетс  больша  величина хода и поворота газохода, поскольку центры поворота сопел расположены вблизи выходных отверстий сопел, а центры сферических шарнирных выступов - вблизи входных отверстий сопел. Это величивает износ сопр гаемых деталей и зазор между ними. Целью изобретени   вл етс  обеспечение герметизации шарнирных соединений и упрощение установки заданного угла наклона дуть . Дл  этого сопла фурмы соединены с газовым трактом эластичными элементами, выполненными в виде гофрированной кольцевой мембраны, и через сферические вкладыши - с промежуточной трубой, выполпенпой с возможностью перемещени  относительно вертикали и вокруг продольпой оси фурмы. Между наружной трубой и сферическим шарнирным выступом сопла выполпепо уплотнение в виде трапецеидальной кольцевой оболочки из м гкого сплава со щелью на рабочей поверхности и м гкой сердцевиной из асбестовых волокон с графитом. На чертеже изображена предлагаема  фурма дл  продувки металла. Она состоит из концентричпо располол енных труб 1, 2 и 3, образующих каналы 4, 5 и 6, предназначенные соответственно дл  подвода окислительного газа, подвода и отвода охлаждающей воды. Сопла 7 шариирно соединены по сферическим поверхност м с головкой 8. Сферические шарнирные вкладыши 9 закреплены на вставке 10 промежуточной трубы 2, котора  выполнена подвижной вдоль и вокруг продольной оси фурмы. Перемеш,ение и поворот средней трубы осуш,ествл етс  любым известным механизмом (пе показано}. Сопла 7 соединены с внутренней трубой 1 через эластичные элементы 11 в виде гофрированной мембраны из резины, стойкой к воздействию окислительного газа. Дл  повышени  прочности мембрана может быть армирована слоем ткани, а ее поверхность, контактируюп1 ,а  с окислительным газом, покрыта тонким слоем материала, стойкого к воздействию газа и не снижаюш,его эластичности мембраны , например полиэтиленом. Мембрана также может быть выполнена полностью из полиэтилена .This invention relates to the steel industry. A known lance for blowing metal, containing concentrically arranged pipes forming paths for supplying and discharging the cooler, a central gas path, nozzles connected to the gas path and in contact with the outer tube through spherical hinged protrusions located on the outer surface of the nozzles, in which the nozzles are connected to a gas tube also through spherical hinged protrusions. To change the angle of inclination of the nozzles, the gas pipe is made movable vertically and around the longitudinal axis of the tuyere. However, the unreliable operation of spherical joints as sealing assemblies leads to leakage of cooling water into the gas path or oxidizing gas from the flue duct into the cooling path with pressure differences between water and gas. This is explained by the appearance of gaps due to the wear of the working surfaces of the spherical hinged protrusions and the parts associated with them when the latter are moved to set the required angle of inclination of the nozzles. The presence of surface defects (scratches, cracks, mortars, burrs) on the working surfaces of these parts also contributes to the gaps between them. In addition, to set the required angle of inclination of the nozzles, a large amount of movement and rotation of the duct is required, since the centers of rotation of the nozzles are located near the outlet openings of the nozzles, and the centers of spherical hinged protrusions are near the inlet openings of the nozzles. This increases the wear of the mating parts and the gap between them. The aim of the invention is to provide a seal for hinge joints and to simplify the installation of a predetermined angle of inclination to blow. For this, the tuyere nozzles are connected to the gas path by elastic elements made in the form of a corrugated annular membrane, and through spherical liners to an intermediate pipe, which can be moved relative to the vertical and around the longitudinal axis of the tuyere. Between the outer tube and the spherical hinged protrusion of the nozzle, the seal in the form of a trapezoidal annular shell made of a soft alloy with a gap on the working surface and a soft core of asbestos fibers with graphite is made. The drawing shows the proposed lance for blowing metal. It consists of concentrically arranged pipes 1, 2 and 3, forming channels 4, 5 and 6, designed respectively for supplying oxidizing gas, supplying and discharging cooling water. The nozzles 7 are sariirno connected on spherical surfaces with the head 8. The spherical hinge liners 9 are fixed to the insert 10 of the intermediate pipe 2, which is made movable along and around the longitudinal axis of the tuyere. The mixing, turning and turning of the middle pipe is dried by any known mechanism (not shown}. The nozzles 7 are connected to the inner pipe 1 through elastic elements 11 in the form of a corrugated rubber membrane that is resistant to oxidizing gas. To increase the strength, the membrane can be reinforced a layer of fabric, and its surface is in contact, and with an oxidizing gas, is covered with a thin layer of material that is resistant to gas and does not decrease, its membrane elasticity, for example, polyethylene. The membrane can also be completely w of polyethylene.

Дл  предотвраш,ени  выпучивани  .гофра мембраны в сторону газового канала 4 при повышении давлени  воды в канале 5 входна  часть каждого сопла снабжена жестким стаканом 12, вход ш,им в полость мембраны.To prevent the diaphragm from bulging towards the gas channel 4 with increasing water pressure in channel 5, the inlet of each nozzle is equipped with a rigid cup 12, the entrance w, into the membrane cavity.

Утечка воды между соплом и головкой фурмы предотвраш,аетс  уплотнением 13, выполненным в виде трапецеидальной кольцевой оболочки из м гкого сплава со ш,елью на рабочей поверхпости и м гкой сердцевиной из асбестовых волокон с графитом. Такое уплотнение способно выдерживать большие тепловые нагрузки при больших давлени х охлаждаюш ,ей воды.The leakage of water between the nozzle and the tuyere head is prevented by a seal 13, made in the form of a trapezoidal annular shell of a soft alloy with a wedge, spruce on the working surface and a soft core of asbestos fibers with graphite. Such a seal is able to withstand high heat loads at high pressures and cool it with water.

Фиксаци  сферических шарнирных вкладышей 9, эластичных элементов 11 и уплотнений 13 осуш,ествл етс  зажимными гайками 14, 15 и 16.The spherical hinge liners 9, the elastic members 11 and the seals 13 are dried, fixed with clamping nuts 14, 15 and 16.

Вставка 10 имеет в центре отверсти  17 дл  подвода охлаждающей воды к центру головки 8.The insert 10 has in the center openings 17 for supplying cooling water to the center of the head 8.

Фурма работает следующим образом. При продувке окислительный газ, например кислород , подаетс  но каналу 4, а охлаждающа  вода подводитс  по каналу 5 и отводитс  но каналу 6. Угол наклона сопел 7 в плоскости, проход щей через вертикальную ось фурмы, регулируетс  плавно в необходимых пределах неремещепием трубы 2 вдоль вертикальной оси фурмы. Вертикальное перемещение трубы 2 вызывает смещение сопел 7 в сферических шарнирных вкладышах 9 и новорот их по сферическим поверхност м в головке 8 фурмы. При этом центры вкладышей 9 и шарнирных выступов сопел 7 всегда наход тс  в этой плоскости, а оси сопел и фурмы пересекаютс . Угол наклона сонел 7 относительно вышеуказанной нлоскости с целью придани  стру м окислительного газа тангенциальной составл ющей скорости их истечени  и плавного регулировани  в необходимых пределах получают поворотом трубы 2 вокруг вертикальной оси фурмы. Поворот трубы 2 вызывает выход центров вкладышей 9 из плоскости, смещение The lance works as follows. When purging, the oxidizing gas, for example oxygen, is supplied to channel 4, and cooling water is supplied through channel 5 and discharged to channel 6. The angle of inclination of the nozzles 7 in the plane passing through the vertical axis of the tuyere is regulated smoothly within the required limits of non-displacement of pipe 2 along the vertical axle tuyere. The vertical movement of the pipe 2 causes the nozzles 7 to move in the spherical hinge inserts 9 and to rotate them over the spherical surfaces in the head 8 of the tuyere. In this case, the centers of the inserts 9 and the hinged protrusions of the nozzles 7 are always in this plane, and the axes of the nozzles and tuyeres intersect. The angle of inclination of the sonel 7 relative to the above plane to give the jet of oxidizing gas a tangential component of the velocity of their outflow and smooth adjustment within the required limits is obtained by rotating the tube 2 around the vertical axis of the tuyere. The rotation of the pipe 2 causes the exit centers of the liners 9 of the plane, the offset

сопел 7 во вкладышах 9 и новорот их в головке 8 фурмы. При этом центры шарниров сопел 7 всегда остаютс  в нлоскости, а оси сопел и фурмы не нересекаютс . Изменение углов наклона сонел 7 в плоскости и относительно нее может осуществл тьс  как независимо друг от друга, так и одновременно, исход  из конкретных условий нлавки.nozzles 7 in the inserts 9 and novorot them in the head 8 of the tuyere. In this case, the centers of the hinges of the nozzles 7 always remain in the plane, and the axes of the nozzles and tuyeres are not intersected. The variation of the tilt angles of the sonel 7 in the plane and relative to it can be carried out both independently of each other and simultaneously, based on the specific conditions of the keyboard.

Продувку начинают нри больших углах наклона сопел (как в плоскости, проход щей через вертикальную ось фурмы, так и относительно нее), обеспечивающих относительно небольшую глубину проникновени  струй окислительного газа в металл и максимально возможный крут щий момент. Это позвол ет ускорить наведение высокоосновного реакционпоспособного шлака.Blowing begins at large angles of inclination of the nozzles (both in the plane passing through the vertical axis of the tuyere and relative to it), providing a relatively small depth of penetration of the jets of oxidizing gas into the metal and the maximum possible torque. This makes it possible to accelerate the targeting of highly reactive slag.

С возрастанием скорости обезуглероживани , когда перемещивание ванны происходит в основном за счет образовани  пузырей СО, углы наклона сопел (как в плоскости, так и относительно нее) плавно уменьщают до величины , обеспечивающей высокие скорости окислени  углерода при гомогенном состо нии шлака. В конечный нериод продувки, когда снижаетс  скорость окислени  углерода и интенсивность перемешивани , дл  уменьшени  окисленности ванны и повышени  степени полноты удалени  вредных примесей увеличивают степень перемешивани  ванны и глубину проникновени  струй кислорода в металл путем уменьшени  угла наклона сопел в плоскости, проход щей через вертикальную ось фурмы, и увеличени  угла наклона сопел относительно этой нлоскости, обеспечива  тем самым протекание плавки без выбросов.With an increase in the decarburization rate, when the bath is moved mainly due to the formation of CO bubbles, the angles of inclination of the nozzles (both in the plane and relative to it) are gradually reduced to a value that ensures high rates of carbon oxidation in the homogeneous state of the slag. In the final purge period, when the oxidation rate of carbon and the intensity of mixing decrease, in order to reduce the oxidation of the bath and increase the degree of completeness of the removal of harmful impurities, increase the degree of mixing of the bath and the depth of penetration of oxygen jets into the metal by reducing the angle of inclination of the nozzles in the plane passing through the vertical axis of the tuyere , and increasing the angle of inclination of the nozzles relative to this plane, thereby ensuring the flow of heat without emissions.

Угол наклона сопел 7 можно измен ть автоматически по заданной программе.The angle of inclination of the nozzles 7 can be changed automatically according to a predetermined program.

Предмет изобретени Subject invention

Claims (2)

1.Фурма дл  нродувки металла, содержаща  концентрично расположенные трубы, образующие тракты дл  подвода и отвода охладител , центральный газовый тракт, сопла, соединенные с газовым трактом и контактирующие с наружной трубой посредством сферических шарнирных выступов, расположенных на наружной поверхности сопел, отличающа с  тем, что, с целью герметизации шарнирных соединений и упрощени  установки заданного угла наклона сопел, сопла соединены с газовым трактом эластичными элементами , выполненными в виде гофрированной кольцевой мембраны, и через сферические вкладыши - с промежуточной трубой, имеющей возможность перемещени  относительно вертикали и вокруг продольной оси фурмы.1. Metal nourcing lance containing concentrically arranged pipes forming paths for supplying and discharging the cooler, a central gas path, nozzles connected to the gas path and in contact with the outer tube by means of spherical hinged protrusions located on the outer surface of the nozzles, characterized by that, in order to seal the joints and simplify the installation of a given angle of inclination of the nozzles, the nozzles are connected to the gas path by elastic elements made in the form of a corrugated ring m mbrany and through spherical inserts - with an intermediate tube having a vertically movable relative to and about the longitudinal axis of the tuyere. 2.Фурма по п. 1, отличающа с  тем, что между наружной трубой и сферическим шарнирным выступом сопла выполнено уплотнение в виде трапецеидальной кольцевой оболочки из м гкого сплава со щелью на рабочей поверхности и м гкой сердцевиной из асбестовых волокон с графитом.2. A lance according to claim 1, characterized in that a seal in the form of a trapezoidal annular shell made of a soft alloy with a gap on the working surface and a soft core of asbestos fibers with graphite is made between the outer pipe and the spherical articulated protrusion of the nozzle. 1313