сталеплавильный конвертер и способ его эксплуатации

Формула изобретения

1. Сталеплавильный конвертер, содержащий стенки, состоящие из наружного металлического кожуха и огнеупорной футеровки, внутренняя поверхность которой выполнена цилиндрической и имеет коническую часть в зоне горловины конвертера, проходящее через коническую часть стенки отверстие переменного сечения для ввода в рабочее пространство конвертера фурмы, зонда и/или зонда для отбора проб с металлическим кожухом в его верхней части и металлической обшивкой в его нижней части со стороны рабочего пространства, средство для подачи газа в отверстие, отличающийся тем, что верхняя часть отверстия со стороны металлического кожуха конвертера выполнена сужающейся до узкого участка, находящегося в центральной области огнеупорной футеровки стенки, а его нижняя часть расширяющейся от узкого участка в сторону рабочего пространства конвертера, причем средство для подачи газа подведено к металлической обшивке нижней расширяющейся части отверстия.

2. Конвертер по п.1, отличающийся тем, что металлическая обшивка выполнена в виде цилиндрической трубы, перекрытой в узком участке с торцевой стороны стальной пластиной с центральным отверстием в ней для фурмы, а в полости цилиндрической трубы выполнена огнеупорная футеровка с образованием полости, расширяющейся в сторону рабочего пространства конвертера.

3. Конвертер по п.2, отличающийся тем, что внутренний диаметр центрального отверстия футеровки цилиндрической трубы в самой ее узкой части больше диаметра центрального отверстия в стальной пластине, а между узкой частью футеровки и стальной пластиной выполнена полость, сообщающаяся со средством для подачи газа.

4. Конвертер по п. 1, отличающийся тем, что металлическая обшивка выполнена в виде цилиндрической трубы с двойными стенками и кольцеобразной полостью между ними, сообщающейся в нижней части с рабочим пространством конвертера, верхний конец трубы перекрыт с торца стальной пластиной с центральным отверстием для ввода фурмы, при этом средство для подачи газа сообщено с кольцеобразной полостью, а во внутренней полости трубы с двойными стенками выполнена огнеупорная футеровка с расширяющимися в сторону рабочего пространства печи боковыми стенками.

5. Конвертер по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным средством для подачи газа, введенным в полость сужающейся части отверстия вблизи ее узкого участка.

6. Конвертер по любому из пп.1 5, отличающийся тем, что металлический кожух сужающейся части отверстия выполнен в виде усеченной пирамиды.

7. Конвертер по любому из пп.1 6, отличающийся тем, что нижняя сторона сужающейся части отверстия перпендикулярна к продольной оси рабочего пространства конвертера, а ее противоположная сторона параллельна продольной оси металлической обшивки.

8. Конвертер по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что продольная ось металлической обшивки расположена под углом 19 22^o к вертикальной оси цилиндрической внутренней поверхности футеровки конвертера.

9. Конвертер по любому из пп.1 8, отличающийся тем, что продольная ось расширяющейся части отверстия проходит через линию пересечения цилиндрической внутренней поверхности футеровки конвертера с внутренней поверхностью конической части футеровки конвертера в зоне его горловины.

10. Конвертер по любому из пп.1 9, отличающийся тем, что металлическая обшивка расширяющейся части отверстия выполнена входящей в металлический кожух его сужающейся части с боковым зазором между ними.

11. Конвертер по любому из пп.1 10, отличающийся тем, что выполненная во внутренней полости металлической обшивки футеровка изготовлена из не смачивающегося жидким металлом и шлаком материала, например из графита.

12. Конвертер по любому из пп.1 11, отличающийся тем, что наружная кромка металлического кожуха сужающейся части отверстия соединена с наружным металлическим кожухом конвертера посредством жесткой рамы.

13. Конвертер по любому из пп.1 12, отличающийся тем, что полость расширяющейся части отверстия выполнена в виде усеченного конуса.

14. Конвертер по любому из пп.1 13, отличающийся тем, что металлический кожух сужающейся части отверстия выполнен в виде двойного кожуха с полостью, сообщенной со средством для подачи газа.

15. Конвертер по любому из пп.1, 4 14, отличающийся тем, что полость двойного металлического кожуха сужающейся части отверстия соединена по ходу потока газа с кольцеобразной полостью цилиндрической трубы с двойными стенками.

16. Способ эксплуатации сталеплавильного конвертера с охлаждаемым отверстием, включающий охлаждение в процессе работы конвертера с продувкой кислородом отверстия, выполненного в огнеупорной стенке конвертера и имеющего металлический кожух в своей верхней части со стороны металлического кожуха конвертера, отличающийся тем, что верхнюю часть отверстия выполняют сужающейся, а его нижнюю часть расширяющейся, при этом обе части отверстия непрерывно охлаждают в течение всего цикла работы конвертера, а в течение процесса продувки кислородом дополнительно охлаждают металлический кожух сужающейся части отверстия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, в частности к сталеплавильному конвертеру.

Известен сталеплавильный конвертер, содержащий стенки, состоящие из наружного металлического кожуха и огнеупорной футеровки, внутренняя поверхность которой выполнена цилиндрической и имеет коническую часть в зоне горловины конвертера, проходящее через коническую часть стенки отверстия переменного сечения для ввода в рабочее пространство конвертера фурмы, зонда и/или зонда для отбора проб с металлическим кожухом в его верхней части и металлической обшивкой в его нижней части со стороны рабочего пространства, средство для подачи газа в отверстие (авт.св. СССР N 1601133, кл. C 21 C 5/30, 1990).

Задачей изобретения является создание сталеплавильного конвертера, в котором надежно предотвращается засорение отверстия для ввода измерительного зонда для взятия проб или других копьевидных устройств и эти отложения без труда удаляются.

Задача осуществляется за счет того, что верхняя часть отверстия со стороны металлического кожуха конвертера выполнена сужающейся до узкого участка, находящегося в центральной области огнеупорной футеровки стенки, а его нижняя часть расширяющейся от узкого участка в сторону рабочего пространства конвертера, причем средство для подачи газа подведено к металлической обшивке нижней расширяющейся части отверстия.

При этом металлическая обшивка может быть выполнена в виде цилиндрической трубы, перекрытой в узком участке с торцевой стороны стальной пластиной с центральным отверстием в ней для фурмы, а в полости цилиндрической трубы выполнена огнеупорная футеровка с образованием полости, расширяющейся в сторону рабочего пространства конвертера.

Целесообразно, чтобы внутренний диаметр центрального отверстия футеровки цилиндрической трубы в самой ее узкой части был больше диаметра центрального отверстия в стальной пластине, а между узкой частью футеровки и стальной пластиной имелась полость, сообщающаяся со средством для подачи газа.

Кроме того, металлическая обшивка может быть выполнена в виде цилиндрической трубы с двойными стенками и кольцеобразной полостью между ними, сообщающейся в нижней части с рабочим пространством конвертера, а верхний конец трубы перекрыт с торца стальной пластиной с центральным отверстием для ввода фурмы, при этом средство для подачи газа сообщено с кольцеобразной полостью, а во внутренней полости трубы с двойными стенками выполнена огнеупорная футеровка с расширяющимися в сторону рабочего пространства печи боковыми стенками.

При этом конвертер может быть снабжен дополнительным средством для подачи газа, введенным в полость сужающейся части отверстия вблизи ее узкого участка.

Металлический кожух сужающейся части отверстия может быть выполнен в виде усеченной пирамиды.

Кроме того, является целесообразным, чтобы нижняя сторона сужающейся части отверстия была перпендикулярной к продольной оси рабочего пространства конвертера, а ее противоположная сторона параллельна продольной оси металлической обшивки.

Кроме того, целесообразно, чтобы продольная ось металлической обшивки располагалась под углом 19-22^o к вертикальной оси цилиндрической внутренней поверхности футеровки конвертера.

При этом продольная ось расширяющейся части отверстия может проходить через линию пересечения цилиндрической внутренней поверхности футеровки конвертера с внутренней поверхностью конической части футеровки конвертера в зоне его горловины.

Кроме того, металлическая обшивка расширяющейся части отверстия выполнена входящей в металлический кожух его сужающейся части с боковым зазором между ними.

Кроме того, выполненная во внутренней полости металлической обшивки футеровка изготовлена из несмачивающегося жидким металлом и шлаком материала, например из графита.

Кроме того, наружная кромка металлического кожуха сужающейся части отверстия соединена с наружным металлическим кожухом конвертера посредством жесткой рамы.

Кроме того, полость расширяющейся части отверстия выполнена в виде усеченного конуса.

Целесообразно выполнить металлический кожух сужающейся части отверстия в виде двойного кожуха с полостью, сообщенной со средством для подачи газа, при этом полость двойного металлического кожуха сужающейся части отверстия соединена по ходу потока газа с кольцеобразной полостью цилиндрической трубы с двойными стенками.

Кроме того, поставленная задача решается с помощью способа эксплуатации сталеплавильного конвертера с охлаждаемым отверстием, включающего охлаждение в процессе работы конвертера с продувкой кислородом отверстия, выполненного в огнеупорной стенке конвертера и имеющего металлический кожух в своей верхней части со стороны металлического кожуха конвертера, отличительной особенностью которого является то, что верхнюю часть отверстия выполняют сужающейся, а его нижнюю часть расширяющейся, при этом обе части отверстия непрерывно охлаждают в течение всего цикла работы конвертера, а в течение процесса продувки кислородом дополнительно охлаждают металлический кожух сужающейся части отверстия.

На фиг. 1 показан продольный разрез по оси конвертера в области отверстия для зонда; на фиг. 2 вид в направлении стрелки 11 на фиг. 1 в уменьшенном масштабе в первой форме выполнения; на фиг. 3 и 4 показана вторая форма исполнения в тех же видах, что на фиг. 1 и 2; на фиг. 5 третья форма исполнения в таком же виде, как на фиг.2.

Согласно форме выполнения, показанной на фиг.1 и 2, отверстие 1, служащее для ввода и извлечения фурмообразного устройства, преимущественно для ввода и вывода измерительного зонда 2, зонда для взятия проб и называемое ниже, как отверстие для зонда, проходит через стенку 3 сталеплавильного конвертера 4 в зоне его горловины, т.е. в области усеченной конической части 6 конвертера 4. Стенка 3 конвертера образована наружным кожухом 7 из стали, с огнеупорной футеровкой внутри, а именно с наружной футеровкой 8 и огнеупорной внутренней футеровкой 9 во внутренней части 10 конвертера 4, которая выполнена из кирпича.

Отверстие 1 для зонда, если смотреть снаружи внутрь, состоит из части 12, сужающейся до узкой области 11, лежащей примерно в центре стенки 3, и части 13, расширяющейся от узкой области 11. Как видно из фиг.1, сужающаяся часть 12 имеет металлический кожух 14, толщина которого примерно соответствует толщине кожуха 7 конвертера 4. В точке перехода к кожуху 7 конвертера 4 расположена жесткая рама 15, которая жестко соединена как с металлическим кожухом, так и кожухом 7 посредством сварки.

Расширяющаяся часть 13 отверстия для зонда 1 снабжена металлической обшивкой 16, выполненной в виде трубы с двойными стенками. В направлении внешней стороны конвертера кольцеобразное полое пространство 17, образованное трубой с двойными стенками 16, закрыто торцевым перекрытием 18 стальной пластиной, перекрывающей трубу 16, в то время как полое пространство 17 напротив внутренней части конвертера 10 остается открытым, образуя кольцеобразный зазор 19. Устройство подачи газа 20, через которое вводится газ, преимущественно инертный, такой как азот, входит в полое пространство 17. Этот газ выходит в направлении внутренней части конвертера 10 и образует защитную газовую оболочку, служащую для охлаждения отверстия 1.

В полости трубы 16 с двойными стенками расположена футеровка 21 из огнеупорного материала, предпочтительно из такого материала, как графит, который не смачивается жидким металлом или жидким шлаком. В направлении к полости 10 конвертера 4 футеровка 21 имеет расширяющуюся боковую стенку 22, образующую таким образом усеченный конус. Труба 16 с двойной стенкой достигает лишь до внутренней поверхности 23 внутренней футеровки 9 конвертера 4 и оканчивается на расстоянии от этой внутренней поверхности 23, причем внутренняя футеровка 9 сконструирована сильно расширяющейся, начиная от кольцеобразного зазора 19 трубы с двойными стенками 16.

Как видно из фиг.1, дополнительное устройство подачи газа 24 входит в полость в форме усеченной пирамиды, образованное металлическим кожухом 14 сужающейся части 12, вблизи узкой области 11, посредством этого устройства также может быть введен азот, аргон и/или воздух в указанное пространство.

Торцевое перекрытие 18 трубы 16 с двойными стенками имеет центральное отверстие 25, через которое можно вводить измерительный зонд и/или зонд для взятия проб или другие фурмообразные устройства.

Как видно на фиг.1, в отверстие для зонда входит заглушка 26, служащая для закрытия отверстия для зонда 1.

Нижняя сторона 27 сужающейся части 12 отверстия для зонда 1 расположена перпендикулярно продольной оси 28 конвертера 4. Сторона 29 сужающейся части 12 отверстия для зонда 1, противоположная этой нижней стороне 27, расположена приблизительно параллельно продольной оси 30 трубы 16 с двойными стенками. Продольная ось 30 расширяющейся части 13 отверстия для зонда 1 предпочтительно наклонена под углом 19 22^o к продольной оси 28 конвертера 4. Продольная ось 30, таким образом, расположена так, что она проходит через линию пересечения 31 между внутренней поверхностью 23 цилиндрической части 32 конвертера 4 и внутренней поверхностью 23" усеченной конической верхней части 6 конвертера 4.

Согласно форме выполнения, показанной на фиг.3 и 4, вместо трубы 16 с двойными стенками, может применяться металлическая труба 16", в которой имеется футеровка 21 расширяющейся части отверстия для зонда 1 в полости 10 конвертера.

Однако эта футеровка 21 заканчивается на расстоянии от перекрытия 18 металлической трубы 16", при этом в полость 33, образованную между обшивкой 21 и торцевым перекрытием 18, входит устройство подачи газа 20. Газ проходит из этой полости 33 через кольцевой зазор между измерительным зондом и/или зондом для взятия проб 2 и торцевым перекрытием 18. Таким образом, азот через линию подачи 20 подается в полость 10 конвертера 4.

Согласно форме выполнения, показанной на фиг.3 и 4, на кожухе 7 конвертера 4 имеется опорная конструкция 36, служащая для направления измерительного зонда и/или зонда для взятия проб, или другого фурмообразного устройства.

Как видно на фиг.5, металлический кожух 14 сужающейся части 12 отверстия для зонда 1, имеет форму двойного кожуха, включающего кольцеобразную полость 37, а устройство подачи газа 38 сообщается с полостью 37. Полость 37 предпочтительно сообщается с кольцеобразной полостью 17 трубы с двойными стенками 16, и в этом случае отпадает необходимость в устройстве подачи газа 38. Однако полость 37 может также охлаждаться независимо от полости 17 и от трубы с двойными стенками 16.

Работа сталеплавильного конвертера с охлаждаемым отверстием осуществляется следующим образом.

В процессе работы отверстие для ввода в рабочее пространство конвертера фурмы, зонда и/или зонда для отбора проб охлаждают с продувкой его кислородом, при этом обе части отверстия: верхнюю сужающуюся и нижнюю расширяющуюся непрерывно охлаждают в течение всего цикла работы конвертера, в течение процесса продувки кислородом дополнительно охлаждают металлический кожух сужающейся части отверстия.