ФУРМА ДЛЯ ДОННОЙ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА ГАЗАМИ В КОВШЕ

Полезная модель относится к металлургии и может быть использована при внепечной обработке стали в ковшах путем продувки инертным газом.
Известны пористые и щелевые фурмы для донной продувки металла газами в ковше, например, фурмы по патентам РФ №2152441 С 21 С 7/072, 2000 [1], №2186858 С 21 С 7/072, 2002 [2], №34538 С 21 С 7/072, 2003 [3].
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков является фурма по патенту №34538 С 21 С 7/072, 2003 [3].
Она содержит металлическую гильзу с дном, заполненную огнеупорной массой, в которой выполнены сквозные продольные щелевые каналы, расположенные в кольцевом ряду концентрично металлической гильзе. В нижней части фурмы между огнеупорной массой и дном образован зазор в виде сформованных в огнеупорной массе у дна гильзы кольцевых и радиальных канавок, соединяющий сквозные продольные щелевые каналы с полостью газоподводящей трубки. Фурма в верхней части содержит металлический индикатор износа, а в нижней части - кольцевой паз на наружной поверхности металлической гильзы. Сквозные продольные щелевые каналы расширяются к нижней части фурмы.
Недостатком данной фурмы является ограниченная газопропускная способность и прометалливание щелевых каналов при низкой вязкости обрабатываемой инертным газом стали.
Задачей полезной модели является создание фурмы с более высокой пропускной способностью и увеличенным рабочим ресурсом.
Техническим результатом является повышение газопропускной способности фурмы и достижение большей устойчивости к прометалливанию.
Для достижения этого, согласно п.1 формулы полезной модели, фурма содержит, по крайней мере, один дополнительный кольцевой ряд сквозных продольных щелевых каналов, расположенный концентрично первому кольцевому ряду, при этом радиальные канавки являются общими для указанных кольцевых рядов.
При таком выполнении увеличивается суммарное проходное сечение сквозных щелевых каналов, в результате чего газопропускная способность фурмы в полтора раза превосходит прототип, что повышает качество обработки металла.
Кроме того, при наличии нескольких указанных кольцевых рядов появляется возможность подбирать такие размеры сквозных продольных щелевых каналов, при которых достигается наибольшая устойчивость к прометалливанию.
В соответствии с п.2 формулы полезной модели сквозные продольные щелевые каналы дополнительного ряда расширяются к нижней части фурмы, обеспечивая хорошую газопропускную способность фурмы к концу продувки.
В соответствии с п.3 формулы полезной модели сквозные продольные щелевые каналы одного из кольцевых рядов имеют проходное сечение меньше, чем у сквозных продольных щелевых каналов наружного по отношению к нему кольцевого ряда, что снижает прометалливание сквозных продольных щелевых каналов, способствует более эффективному распределению пузырьков инертного газа и лучшей обработке металла.
Полезная модель поясняется примером выполнения фурмы, представленным на фигурах 1 и 2 чертежа.
Фурма включает в себя металлическую гильзу 1 с кольцевым пазом 2, сваренную с металлическим дном 3 и газоподводящей трубкой 4. Гильза заполнена плотной огнеупорной массой 5, в которой выполнены сквозные продольные щелевые каналы 6, расположенные в двух кольцевых концентрических рядах. В донной части фурмы между огнеупорной массой 5
и металлическим дном 3 имеется зазор, который представляет собой систему кольцевых 7 и радиальных 8 канавок, соединенных с полостью газоподводящей трубки 4. Радиальные канавки являются общими для указанных кольцевых рядов. Фурма снабжена металлическим индикатором износа 9, расположенным в верхней части фурмы. Кольцевой паз расположен в нижней части наружной поверхности гильзы. Сквозные продольные щелевые каналы 6 расширяются к нижней части фурмы. Сквозные продольные щелевые каналы внутреннего ряда имеют проходное сечение меньше, чем у сквозных продольных щелевых каналов наружного по отношению к нему кольцевого ряда.
В качестве огнеупорной массы применяется высокоглиноземистая низкоцементная тиксотропная масса.
Дополнительный кольцевой ряд формуется путем установки металлической гильзы перед заполнением ее огнеупорной массой в каркас из двух параллельно расположенных металлических дисков, скрепленных вертикальными стойками. Нижний металлический диск имеет два концентричных кольцевых шпунта для крепления по окружности каналообразующих полосок, и радиальные шпунты для формования канавок воздушного зазора. Верхний диск служит для крепления по окружности каналообразующих полосок и, в центре, индикатора износа.
Применение каркаса такой конструкции обеспечивает получение в процессе формования массы идеально ровной поверхности огнеупорного основания, строго перпендикулярного оси фурмы, с рельефом в виде опорных сегментов, разделенных четкими кольцевыми и радиальными канавками для прохода газа из газоподводящей трубки.
Жесткое крепление металлических полосок к верхнему и нижнему дискам каркаса обеспечивает получение ровных сквозных продольных щелевых каналов, расположенных двумя концентричными рядами.
Фурма работает следующим образом.
При продувке металла газ, поступающий по газоподводящей трубке 4, в зазоре, образуемом кольцевыми 7 и радиальными 8 канавками, перераспределяется, его давление выравнивается, и он через сквозные продольные щелевые каналы 6 вдувается в металл, находящийся в ковше. Давление и расход газа определяются принятой технологией обработки стали.
После каждой плавки проверяется продуваемость фурмы природным газом с давлением в 3 атм. Появление языков пламени на поверхности фурмы свидетельствует о готовности фурмы к продувке. При их отсутствии производится обработка поверхности фурмы кислородом для удаления металла и очистки щелевых каналов. Давление природного газа при этом должно быть выше, чем давление подаваемого на обработку кислорода, для исключения попадания в щели фурмы металла и шлака.
Промышленные испытания предложенной фурмы для донной продувки, выпускаемой ОАО «Первоуральский динасовый завод», показали ее надежность, продуваемость без кислорода на 96-100% плавок и повышенный рабочий ресурс.
Источники информации:
1. Патент РФ №2152441 С 21 С 7/072, 2000 [1];
2. Патент РФ №2186858 С 21 С 7/072, 2002 [2];
3. Патент РФ №34538 С 21 С 7/072, 2003 [3].