ВОДООХЛАЖДАЕМЫЙ МНОГОСОПЛОВЫЙ НАКОНЕЧНИК ГАЗОКИСЛОРОДНОЙ ФУРМЫ

Полезная модель относится к черной металлургии, в частности к сталеплавильному и доменному производству, а именно к конструкции наконечников фурм для подачи газовых реагентов в расплав. Например, в конвертор или вакууматор. Полезная модель относится к конструкции газокислородных фурм предназначенных для разогрева и продувки металла.
Из предшествующего уровня техники известен наконечник кислородно-конверторной фурмы Караника, содержащий головку и фланец, соединенные соплами без образования сварного шва в месте соединения головки и сопел, отличающийся тем, что он снабжен армирующей вставкой, выполненной из тугоплавкого материала расположенной в центре наконечника. (Патент РФ №RU 56383 U1, С21С 5/48)
Недостатком данной конструкции прототипа является:
- невозможность регулирования угла наклона сопел;
- низкая теплоотдача при охлаждении в области, где расположена тугоплавкая вставка;
- разогрев вставки при нагреве в высокотемпературной зоне и последующее увеличение линейных размеров посадки вставки, влекущее за собой выход ее из строя.
Наиболее близким аналогом является многосопловая головка фурмы, в состав которой входит наконечник с тангенциально расположенными соплами, закрепленными сваркой между наружной и внутренней тарелкой с разделителем и центральной стяжкой в виде резьбовой шпильки. (Патент РФ №2058398, С21С 5/48).
Недостатком данной конструкции наконечника является сложность ее изготовления, а так же быстрый выход из строя. Быстрый выход из строя обусловлен нарушением герметичности сварочных швов из-за повышенного износа, связанного с постоянным изменением температурного и абразивного давления реагентов износа в процессе эксплуатации.
Задачами, на решение которых направлена заявленная полезная модель, является упрощение конструкции, повышение стойкости, обеспечение ремонтопригодности, увеличения срока эксплуатации, обеспечение более интенсивного разогрева и качества продувки металла.
Техническая задача повышение стойкости и надежности наконечника и улучшение технологичности, как при изготовлении, так и при сборке.
Техническая задача достигается тем, что в водоохлаждаемом многосопловом газокислородном наконечнике, выполненном из меди, содержащем наклонные сопла, оси которых относительно центральной оси расположены симметрично. Центральный тракт цилиндрической формы с винтовой нарезкой для обеспечения устойчивой подачи продувочного агента. Сходящиеся к оси наконечника сопловые отверстия расположены симметрично под углом от 7° до 15°, со стороны выхода газовых реагентов наконечник выполнен с утолщенной рабочей частью, со специальным внешним профилем. В отверстиях в нижней части наконечника установлены сменные вставки из температуростойких материалов, в частности дисперсионнотвердеющих типа хромциркониевой бронзы и т.п, а также меди, оси вставок относительно оси сопловых отверстий расположены тангенциально. В нижней части наконечника так же могут устанавливаться резьбовые сменные вставки из температуростойких материалов имеющие угол наклона отверстия отличный от угла наклона сопел (тангенциально).
Со стороны выхода газовых реагентов наконечник выполнен с утолщенной рабочей частью, со специальным внешним профилем, что позволяет увеличить стойкость, и способствует сохранению возможности эксплуатации даже при наличии поджогов и раковин глубиной до половины ее толщины, что увеличивает срок эксплуатации.
Наличие винтовой нарезки в центральном тракте способствует завихрению газового реагента и стабилизации его истечения. При этом может применяться привариваемый центральный патрубок с винтовой нарезкой. Размеры отверстия в патрубке, шаг резьбы и количество заходов может регулироваться в зависимости от требований к скорости и объему подачи газовых реагентов. Данное решение обеспечивает более интенсивный разогрев и качество продувки металла.
Установка сменных износостойких вставок (в том числе и резьбовых) из температуростойких материалов, в частности дисперсионнотвердеющих типа хромциркониевой бронзы и т.п., а также из меди, позволяет изменять угол истечения газовых реагентов и обеспечить завихрение газового потока, тем самым, стабилизируя его истечение. Изменение размера выходного отверстия на вставках без изменения конструкции базовой части наконечника позволяет регулировать величину истечения газовых реагентов без полной замены головки. Использование вставок позволяет проводить ремонт наконечника путем замены изношенных наконечников на новые, а не осуществлять полное изготовление наконечника фурмы.
На фиг.1 изображен водоохлаждаемый многосопловый наконечник газокислородной фурмы.
Наконечник газокислородной фурмы 1 представляет собой монолитную конструкцию, содержащую центральный тракт 2 цилиндрической формы с винтовой нарезкой 3 для подачи продувочного агента, наклонные сопловые отверстия 4, оси которых расположены симметрично под определенным оптимальным углом относительно центральной оси. В отверстия в нижней части наконечника, со стороны выхода газовых агентов могут быть установлены специальные (в том числе и резьбовые) сменные износостойкие вставки 5, в виде втулок, оси которых расположены тангенциально относительно оси сопловых отверстий. Для охлаждения наконечника предусмотрены соединенные между собой концентрические каналы, выполненные в самом наконечнике и имеющие в верхней части прямоугольную форму, а в нижней угловую.
Наконечник газокислородной фурмы методом ручной дуговой сварки приваривается к концентрическим вложенным друг в друга трубопроводам, через которые подаются газовые реагенты. Кислородный и газовый тракты разделены. В промежуток между ними производится подача воды, для охлаждения наконечника. Трубопровод с приваренным наконечником, устанавливается в сводовой части вакууматора. Через центральный тракт подается газ, по периферическому каналу кислород, в канал охлаждения - вода. Осуществляется его розжиг. Для поддержания температуры расплавленного металла и шлака наконечник подается к зеркалу металлической ванны.
Использование данной полезной модели обеспечивает повышение надежности, увеличение срока эксплуатации и оптимизации способа ремонта.
Газокислородную фурму с патентуемым водоохлаждаемым наконечником рекомендуется применять на вакууматорах, работающих с высокой интенсивностью продувки (более 180 м3/мин на одно сопло).