УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОДУВКИ ГАЗОМ
FACILITY FOR GAS PURGING

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при электроплавке металлизованных железорудных окатышей (брикетов) в дуговых сталеплавильных печах.
Известны устройства двухъярусной водоохлаждаемой фурмы для продувки металла газом (например, кислородом или воздухом), состоящие из металлического цилиндрического корпуса с укрепленной в нижней части медной водоохлаждаемой головкой, а над ней расположен другой ряд сопел для подачи газа на дожигание окиси углерода над ванной [1, 2]. Такая конструкция фурмы для продувки металла газом (кислородом или воздухом) не позволяет, однако, осуществлять подачу окатышей или другого материала через ее корпус.
Подачу металлизованных окатышей через свод дуговой печи осуществляют с помощью устройства, известного из литературных источников [3, 4], например [3, рис.24 стр.55].
Раздельное использование этих устройств для одновременного осуществления продувки ванны газом и подачи окатышей в печь не является достаточно эффективным, т.к. в своде печи необходимо иметь два отверстия и осуществлять загрузку окатышей вдали от зоны продувки, т.е. от зоны, где более высокая температура, чем в остальных частях ванны.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату являются устройства для продувки газом [2, 5], включающие водоохлаждаемую фурму для подачи газа через свод дуговой печи [5]. Однако эти устройства не позволяют осуществлять одновременно продувку ванны кислородом и подачу металлизованных окатышей в зону продувки металла кислородом.
В современных дуговых сталеплавильных печах на основе использования компьютерных систем с успехом осуществляется непрерывный контроль температуры металла в печи с достаточной точностью (до ±5°С), вследствие чего, в отличие от прототипа [2, 5], центральная часть корпуса предлагаемой фурмы вместо установленного там термопарного устройства может быть использована в качестве канала для подачи металлизованного железорудного сырья в ванну дуговой печи.
Технический результат изобретения - одновременное осуществление продувки металла кислородом и непрерывной подачи металлизованных окатышей или другого сырья в ванну дуговой печи, сокращение длительности плавки и дожигание окиси углерода над ванной и снижение расхода электроэнергии на плавку.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для продувки газом, включающем водоохлаждаемую двухъярусную фурму для подачи газа, например кислорода, для продувки металла и металлизованных окатышей через свод дуговой печи, центральная часть корпуса фурмы выполнена в виде цилиндрической полости, которая внутри снабжена шнековым устройством с соплом на конце, а шнековое устройство имеет лопасти, которые жестко закреплены по всей длине полой трубы, причем сопло в свою очередь закреплено на конце трубы и выполнено с винтовой нарезкой.
Кроме того, водоохлаждаемая фурма на конце своего корпуса имеет многосопловую головку, над которой на расстоянии от 1 до 5 диаметров головки размещен другой ряд сопел вокруг корпуса с углом от 15 до 45° относительно оси фурмы. Труба шнекового устройства вверху корпуса фурмы имеет привод с электродвигателем, а сопло шнекового устройства размещено на расстоянии 0,5÷1,5 диаметров цилиндрической полости от торца головки фурмы.
На чертеже представлена схема устройства для продувки газом и непрерывной подачи металлизованных окатышей (брикетов и других материалов) в ванну дуговой печи (продольный разрез).
Устройство состоит из водоохлаждаемого цилиндрического корпуса (1), центральной части корпуса (2), шнекового устройства с лопастями (3), закрепленными жестко на полой трубе (4) с центрирующими штоками (9), которые вращаются вместе с полой трубой шнекового устройства с соплом (11) от привода электродвигателя (7).
Фурма для продувки газом и подачи окатышей в ванну печи снабжена системой водоохлаждения (8), основанной на подаче и отводе воды через цилиндрические каналы в корпусе. По центральной цилидрической полости корпуса с определенной скоростью подаются железорудные металлизованные окатыши (6) или другое сыпучее сырье. Подача газа (кислорода или воздуха) на дожигание окиси углерода над зоной «кипения» окатышей в ванне осуществляется через сопла (10), установленные в корпусе фурмы над многосопловой медной головкой (12) с соплами (13) для подачи кислорода или другого газа на продувку металла в печи. Струи дутья из кислорода (14) обеспечивают интенсивное «кипение» металлизованных окатышей (содержащих углерод) в ванне. При этом в зоне «кипения» металлизованных окатышей выделяется большое количество окиси углерода, которое дожигается над ванной струями кислорода (15) с выделением дополнительного тепла на процесс электроплавки.
Расход кислорода на сопло (11), а также на сопла (10) и (13) регулируется в соответствии с расходом металлизованных окатышей в ванну дуговой печи.
Внедрение в практику производства электростали такого устройства для осуществления одновременной продувки металла кислородом и подачи железорудных окатышей в ванну дуговой печи обеспечивает сокращение длительности плавки примерно на 5%, увеличивает производительность печи на 3÷5% и сокращает расход электроэнергии на 20÷30 кВт·ч/т стали.
Источники информации
1. Авт. свид. СССР №255306. С21С 5/48. 1967.
2. Авт. свид. СССР №414312. С21С 5/48. Бюл. №20. 1972.
3. Трахимович В.И., Шалимов А.Г. Использование железа прямого восстановления при выплавке стали. - М.: Металлургия, 1982 - 248 с.
4. IRSID Antoine J., Paquel N, Domont - Fillor J. - "Metallurque et constr. mec.", 1969, v.101. №5, p.267-273.
5. Авт. свид. СССР №499317. С21С 5/48. 1974 и Авт. свид. СССР №1079671. С21С 5/48. Бюл. №10. 1984.