190850. lajstromszámú szabadalom • Fúvóka szélfrissítéses fémgyártáshoz
1 190 850 2 A találmány tárgya fúvóka szélfrissítéses fémgyártáshoz, amely a kohászatban alkalmazható. A 2 816 543 sz. német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási iratból ismert olyan fúvóka szélfrissítéses fémgyártáshoz, amely legalább két, központosán elrendezett csővel van kialakítva. Azon esetekben, amikor a szélfrissítéses eljárás során „cső csőben”-típusú fúvókát alkalmaznak, a konverter fúvóka-közeli zónában lerakódás keletkezik, amely a tüzelőanyag bevezető gyűrűs rés külső oldalán képződik. A lerakódás a gázsugár aerodinamikai jellemzőit rontja, ami a fúvásra hátrányosan hat. A fúvás során fém és salak csapódik ki a konverterből. Ezen felül a lerakódás teljesen lefedheti a gyűrűs rést a fúvás kezdetén, ami a fúvóka idő előtti kieséséhez vezet. A lerakódás lényegében a fúvás kezdetén képződik, amikor a fém hőmérséklete még viszonylag kicsi. A hőmérséklet növekedésével szétolvad a lerakódás. A lerakódásképződés különböző csavarelemekkel csökkenthető, amelyek a fúvóka oxigént vezető csatornáiban vannak beépítve és amelyeket főleg az oxigénsugarak aprítására használnak, ahol az oxígénsugarak a fúvókából kiáramlanak és „gyenge” fúvást, valamint a fém és salak konverterből való kicsapódásának csökkentését biztosítják. Az 582 295 sz. szovjet szerzői tanúsítványból ismert olyan fúvóka, amely konverterben alkalmazható és csövet, valamint örvénykeltő elemet tartalmaz. Az örvénykeltő elem csavarlemez alakú, amely gáz halmazállapotú termékeket bevezető csőben van elrendezve. Az örvénykeltő elem csökkenti az oxigénsugár kinetikai energiáját, aminek következtében az a veszély áll fenn, hogy az olvadék a fúvókába kerül. A fentiekben említett forrásokból ismert továbbá olyan fúvóka szélfrissítéses fémgyártáshoz, amely legalább két, központosán elrendezett csővel van kialakítva. A fúvóka középső csatornáján oxigént, amíg a többi csatornáján tüzelőanyagot, illetve más folyékony vagy gáz halmazállapotú termékeket vezetnek be. A fúvóka középső csatornájában csavaralakú vezetőelemek vannak elrendezve. Ennek a fúvókának az a hátránya, hogy a konverternek a fúvókához közeli zónájában lerakódás képződik. A lerakódásképződés a következőképpen történik. A fúvóka csövei elégésének megakadályozására a réseit csatornán keresztül bevezetett gázhalmazállapotú tüzelőanyag egyben lehűti a kemenceteret, amely a konverter réseit csatornájának külső oldalán van elhelyezve. Ennek következtében fémlerakódás képződik, amely a réseit csatornát teljesen átfedheti, az oxigént vezető csatornában elrendezett csavaralakú vezetőelemen átáramló oxigén viszont a gyűrűalakú gázáramba való behatolás nélkül felfelé áramlik és nem akadályozza a lerakódás képződést. A találmány feladata, hogy szélfrissítéses fémgyártáshoz olyan fúvókát hozzunk létre, amely felépítésénél fogva a fémolvasztó fúvókájához közeíi zónájában a lerakódásképződést megakadályozza A feladat megoldására a fémgyártáshoz olyan fúvókát hoztunk létre, amely legalább két közpon tosan elrendezett csővel, oxigént bevezető középső csatornával, a csövek között kialakított folyékony, illetve gázhalmazállapotú termékeket és tüzelőanyagot bevezető csatornákkal van ellátva, ahol legalább az egyik csatornában csavaralakú elemekkel vannak ellátva. A találmány szerint a csavaralakú vezetőelemek csövek, amelyek a tüzelőanyagot bevezető csatornában vannak elrendezve és a csavaralakú vezetőelemeket alkotó egyes csövek keresztmetszeteinek összfelülete az oxigént bevezető, középső csatorna keresztmetszeti felületének legalább egy tizede és legfeljebb fele. Előnyös, ha a csavaralakú vezetőelemek csavarvonalának menetemelkedése 20°-75°-ig terjedő tartományban van. A találmány szerinti fúvóka a gázáram aerodinamikai jellemzőinek javítását teszi lehetővé, akadályozza a fémnek és salaknak a konverterből való kicsapódását, csökkenti a fémveszteséget és javítja a munkakörülményeket. A találmány részletesen előnyös kiviteli példák kapcsán, rajz segítségével ismertetjük, ahol a rajzon az 1. ábra a találmány szerinti fúvókát részben hosszmetszetben, a 2. ábra az 1. ábra szerinti fúvóka II—II vonalon vett metszetben, mig a 3. ábra az 1. ábra szerinti fúvókát III—III vonalon vett metszetben ismerteti. A szélfrissítéses fémgyártáshoz létrehozott fúvóka (1, ábra) két 1, 2 csövet tartalmaz, amelyek egymáshoz viszonyítva központosán vannak elrendezve, képezve ezáltal 3 középső csatornát és az 1, 2 csövek közötti 4 csatornát. A 3 középső csatorna oxigén bevezetésére, míg a 4 csatorna tüzelőanyag, illetve más folyékony és gáz halmazállapotú termékek bevezetésére szolgál. A 4 csatornában' 5 csavaralakú vezetőelemek vannak elrendezve. Az ismertetett kiviteli példa esetén az 5 csavaralakú vezetőelemek csövek. Az 5 csavaralakú vezetőelemek száma az 1, 2 csövek átmérőjétől és a 4 csatorna szélességétől függ, jelen esetben az 5 csavaralakú vezetőelemek száma öt. Az 5 csavaralakú vezetőelemek csavarvonalának a menetemelkedése 20°-75°-ig terjedő tartományban van. A találmány szerinti fúvóka paramétereinek kiválasztása során kísérleti értékeket alkalmaztunk, ha az 5 csavaralakú vezetőelemek csöveinek keresztmetszete a 3 középső csatorna keresztmetszetének egy tizede alatt van, abban az esetben az 5 csavaralakú vezetőelemek oxigénfelhasználása nem elegendő ahhoz, hogy a fúvókához közeli zónában a lerakódást eltávolítsuk. Amennyiben az 5 csavaralakú vezetőelemek csöveinek keresztmetszete nagyobb, mint a 3 középső csatorna keresztmetszetének fele, ebben az esetben a fúvókához közeli zónában nagymértékű fémoxidáció és annak a konverterből való kicsapódása jön létre. Ha a csavarvonal a menetemelkedése 20° alatt van, a konverter kemence fenéklapja növelt elhasználódásnak van kitéve, az a menetemelkedésnek 75° fölé való növelése ahhoz vezetne, hogy az oxigénsugarak meredeken felfelé irányulnának és a lerakódást nem távolítanák el. 5 1G 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
