11.05.2018

Анализ применяемых конструкций воздушных фурм для шахт доменных печей


В настоящее время на заводах России применяют типовую конструкцию фурменного прибора, обеспечивающую постоянство подачи дутья в горн печи за линию огнеупорной кладки.

Фурменный прибор состоит из медной воздушной фурмы, фурменного холодильника и чугунной литой амбразуры.

Коническая форма охлаждаемых элементов фурменного прибора облегчает замену в случае выхода их из строя.

Все работы, проведенные ранее по повышению стойкости воздушных фурм, можно классифицировать по трем основным направлениям:

1) повышение эффективности охлаждения за счет упорядочения движения и увеличения скорости охлаждающей воды;

2) применение защитных покрытий из высокопрочных тугоплавких материалов;

3) замена меди другими материалами, включая применение керамических сплавов для неохлаждаемых конструкций.

Гидравлические исследования циркуляции воды в различных конструкциях фурм были выполнены З.И. Некрасовым, который показал, что в охлаждающей полости обычной конструкции полой фурмы наблюдаются беспорядочно движущиеся водяные потоки с небольшой скоростью.

На основании проведенных исследований З.И. Некрасов предложил устройства для улучшения циркуляции в виде тангенциального подвода воды через трубку или с кольцевой распределительной трубкой в носке фурмы.

Л.М. Одинцов, исходя из проведенного им теплового расчета воздушных фурм, предложил конструкцию воздушной фурмы с организованным движением воды, что достигается установкой продольных перегородок в полости охлаждения.

Для повышения стойкости воздушных фурм был предложен ряд конструкций, увеличение срока службы которых предполагалось достигнуть интенсификацией охлаждения носка, утолщения носка или применения в этой части огнеупорной набивки (рис. 114).
Эти воздушные фурмы широко применяют на заводах США.

Наряду с созданием новых конструкций воздушных фурм ведется работа но изысканию новых материалов, способных заменить дефицитную медь.

В качестве материала для изготовления фурм привлекает к себе внимание алюминий, характеризуемый небольшим удельным весом и сравнительно высокой теплопроводностью. Недостатком алюминия является его низкая температура плавления. Большой интерес представляет возможность применения неохлаждаемых фурм из высокопрочных тугоплавких материалов, таких каким является алунд, двуокись циркония, глинозем, соединения титана и др.

Для упрочнения рабочих поверхностей воздушных фурм предлагали различные материалы, такие как глинозем, соединения хрома, никеля и др. Нанесение покрытий из этих материалов на наиболее ответственные участки фурм не дало положительных результатов, так как длительность работы фурм лимитируется не механической прочностью материала, а стойкостью фурмы, связанной с прогаром при попадании на стенку жидкого чугуна.

Многообразие изобретений и патентов последних лет, касающихся повышения стойкости воздушных фурм доменных печей, можно объединить в следующие группы.

Составные фурмы. Из них следует отметить фурмы двухкамерные с индивидуально охлаждаемым медным носком и медной или стальной задней камерой. Крепления составных частей в одних конструкциях осуществляется сваркой или пайкой, в других — с помощью болтов и подводящих и отводящих труб, в третьих разделение на камеры осуществляется с помощью перегородок. Предлагают также выполнять фурмы из трех камер (охлаждаемый медный носок и керамическую среднюю часть фурмы крепят к задней охлаждаемой крышке с помощью шпилек). Длина носка составляет 1/4 часть общей длины фурмы.

2. Фурмы, интенсивно охлаждаемые по всей поверхности. Они выполняются из труб (круглых или прямоугольных), либо из специальных улиткообразных каналов.

3. Фурмы с изоляцией наружной поверхности от действия жидких продуктов плавки. К ним относятся:

а) фурмы с огнеупорной изоляцией, состоящей из антрацита, литейного кокса и каменноугольного пека, причем поверхность фурмы армирована металлическими полосами;

б) устройство над наружной поверхностью фурмы металлического кожуха, кольцевое пространство между которыми заполнено огнеупорной массой;

в) фурмы с двухслойным покрытием наружной поверхности: первый слой металлический, состоящий из аустенитных и хромистых сталей и из чистого никеля, второй — керамический, наносимый поверх первого и состоящий из Al2O3, BеO, CaO, Cr2O3, ZrO2, SiO2. Толщина первого слоя 0,013—0,5, толщина второго 0,025—1,0 мм;

г) фурмы, армированные в носовой части специальными иголками из стали или бронзы, которые вставляют через специально просверленные отверстия и могут выступать как с наружной, так и с внутренней стороны стенки фурмы.

Следует также отметить фурменный прибор, в котором предполагается сменять прогоревшие фурмы, не останавливая печь. Прибор состоит из фурменного холодильника, в который входит цилиндрическая бесфланцевая фурма, крепящаяся с помощью трубчатых тяг, служащих одновременно для подвода и отвода охлаждающей воды. В него входят фурменное колено и фланец, выполненный в виде поворотной головки с гнездами для запасных фурм.

При выходе фурмы из строя ее освобождают от тяг и на ее место подают новую, которая выталкивает сгоревшую фурму в печь.

Недостатком всех перечисленных конструкций является то, что конструктивные параметры определяют без детального изучения тепловых условий их работы, подкрепляемого теоретическими и лабораторными экспериментами, поставленными специально для этой цели.





Яндекс.Метрика