Кислородная фурма
Кислород подают в конвертер через вертикально расположенную водоохлаждаемую фурму, которую вводят в полость конвертера через горловину строго по его оси. Давление кислорода перед фурмой составляет 1,0—1,6 МПа. Высоту фурмы над ванной можно изменять по ходу плавки; обычно она увеличивается при росте емкости конвертера и находится в пределах 0,8— 3,3 м от уровня ванны в спокойном состоянии. Поднимают и опускают фурму с помощью механизма, сблокированного с механизмом вращения конвертера. Скорость подъема и опускания фурмы изменяется в пределах 0,1—1 м/с.
Рис. Многосопловые кислородные фурмы с центральной подачей кислорода (а) и воды (б);
1—3 — стальные трубы; 4 — сальниковое уплотнение; 5 — патрубки для подачи кислорода и воды; 6 —компенсатор; 7 — сменная часть наружной трубы; 8 — медная головка фурмы; 9 — сопло; 10 — выемка.
Фурма выполнена из трех концентрично расположенных стальных труб и снабжена снизу медной головкой с соплами (рис.). Полости, образованные трубами, служат для подачи кислорода, подвода и отвода охлаждающей воды. Наиболее часто применяют фурмы с центральной подачей кислорода (а). По средней трубе при этом подводят охлаждающую воду, а по наружной — отводят. Применяются также фурмы с центральной подачей охладителя (б). В таких фурмах подаваемую через центральную трубу воду отводят по наружной трубе, а кислород подают по средней трубе. Трубы в верхней части снабжены патрубками для подвода воды и кислорода. Для уменьшения термических напряжений, вызываемых различным удлинением наружной и внутренних труб, в последние устанавливают компенсатор 6, либо предусматривают подвижное сальниковое уплотнение при соединении двух труб.
Медная головка фурмы является сменной. В головке расположено несколько веерообразно расходящихся сопел типа сопла Лаваля. В применяемых в настоящее время фурмах число сопел изменяется от трех до семи, возрастая при увеличении расхода кислорода и емкости конвертера. Применяемые в настоящее время многосопловые фурмы благодаря рассредоточению кислородного потока на несколько струй обеспечивают «мягкую» продувку и минимальное количество выбросов. Кроме того, они дают возможность увеличить интенсивность подачи кислорода и сократить, благодаря этому, длительность плавки, а также повысить выход годного металла на 1—2 % за счет уменьшения выбросов.
Угол наклона оси сопел к продольной оси фурмы в большинстве случаев близок к 15° и имеет тенденцию к повышению при увеличении числа сопел, что позволяет повысить степень рассредоточения дутья.
Головка фурмы находится в зоне наиболее высоких температур (до 2600 °С), поэтому ее выполняют из меди, которая благодаря высокой теплопроводности обеспечивает быстрый отвод и передачу охлаждающей воде поглощаемого тепла. Воду для охлаждения фурмы подают насосом под давлением 0,8—1,2 МПа; температура воды на выходе из фурмы для предотвращения выпадения солей не должна превышать 40 °С. Стойкость головок фурм составляет 50—250 плавок.
Число и диаметр сопел рассчитывают гак, чтобы продувка шла без выбросов при требуемом расходе кислорода, интенсивность подачи которого в современных конвертерах изменяется от 2,5 до 5—7 м3/т-мин). Диаметр критического сечения сопел Лаваля обычно находится в пределах от 28 до 60 мм, предельный расход кислорода через одно сопло не должен превышать 250 м3/мин.