Оттегілік фурма
Конвертерге құйылған шойынды жоғарыдан оттегімен үрлеу үшін көп соплолы фурма қолданылады. Фурманы жоғарыдан 0,1-1,0 м⁄с жылдамдықпен түсіріп, конвертер кеңістігіне енгізіп, тыныш металл деңгейінен 0,7-3,0 м биіктікте ұстап, техникалық таза оттегіні 1,0-1,5 МПа қысыммен үрлейді. Сонда оттегі конвертер кеңістігінде газ, металл және қож фазаларымен өзара әрекетке түседі.
Оттегілік фурма бір-біріне енгізілген үш болат құбырдан және мыстан жасалған ұштан тұрады. Бір құбыр арқылы оттегі берілсе, қалған екі құбырдың біреуінен фурманы салқындату үшін су беріліп екіншісінен әкетіледі.
Оттегілік фурманың екі типі бар:
1) оттегіні орталық құбырдан беретін;
2) суды орталық құбырдан беретін.
Екінші типті фурма балқыманы жоғары қарқынмен үрлеуді қамтамасыз етеді,әрі оның ұшы жақсы салқындайды. Бірақ конвертерлік болат өндірісінде бірінші типті фурманы қолдану кеңірек тараған, өйткені оны орнату және жөндеу жұмыстары жеңілірек.
ЛД үрдісі ашылған кезде конвертердің сыйымдылығы аз болғандықтан, бір соплолы фурма қолданылды. Конвертердің сыйымдылығы артқан сайын, оның диаметрі ұлғайғандықтан, енді көп соплолы фурмалар қолданыс таба бастады. Көп соплолы фурманы қолданудағы мақсат: сыйымдылығы үлкенірек конвертерде оттегінің күшті бір ағынын импульсі аз бірнеше ағынға бөліп, балқыманы «жұмсақ» режіммен үрлеу.
3.9 суретте төрт соплолы фурманың үш жағы көрсетілген. Орталық құбырдан (1) сұйық шойынды үрлеу үшін қысыммен оттегі беріледі. Екі құбырдың (2, 3) біреуінен фурманы салқындату үшін 0,8-1,2 МПа қысыммен су беріліп, екіншісінен әкетіледі. Сөйтіп, балқыманы үрлеу барысында фурма үздіксіз сумен суытылады. Фурманың ұшы үнемі жоғары температуралық зонада болғандықтан, оның сенімді салқындауын қамтамасыз ету үшін, су бөлгіш (6) жасалған.
3.9 сурет – Төрт соплолы фурманың ұшы
Фурманың алынбалы мыс ұшы ішкі құбырға резьбамен, ал сыртқы құбырға пісіру арқылы бекітіледі. Ұшта бірнеше Лаваль типті сопло (5) болады. Лаваль типті сопло конфузор (тарылатын бөлік), цилиндрлік бөлік және диффузордан (кеңейетін бөлік) тұрады. Сондықтан оттегінің соплодан шығу жылдамдығы тез дыбыстан жоғары жылдамдыққа (400-500 м/с және одан жоғары) жетеді.
Соплоның пішінін, өлшемін және санын анықтауда төмендегі жәйттер ескеріледі:
1) балқыманың кейбір кезеңдерінде оттегі ағыны металға тереңірек енуі керек (көміртегін және т.б. элементтерді қарқынды тотықтандырып, балқыманы араластыру үшін);
2) балқыманың басқа кезеңдерінде, керісінше оттегі ағынын металл бетіне беру керек (қож түзу үрдісін жеделдету үшін);
3) конвертер шегенінің ұзақжарамдылығын арттыру үшін балқыманы «жұмсақ» үрлеу керек;
4) фурманың конструкциясы қарапайым әрі сенімді болуы керек.
Конвертердің сыйымдылығы және оттегінің шығыны ұлғайған сайын, фурманың сопло саны артады. Фурма арқылы берілетін оттегі мөлшеріне қарай сопло диаметрін және санын анықтайды. Көп соплолы фурма соплосының диаметрін анықтайды
dn=d0
(3.3)
мұндағы
d0 – бір соплолы фурма соплосының диаметрі;
n – жобаланған фурманың сопло саны.
Фурманың вертикаль осінен сопло осінің ауытқу бұрышы оңтайлы болуы керек. Егер оттегі ағынының шығу бұрышы аз болса, оттегінің ағындары ертерек бірігіп кетеді, ал өте үлкен болса – конвертер қабырғасына өте жақын зоналарда шойынмен жанасатын жеке–жеке ағындар пайда болады. Ауытқу бұрышының (α) мәні конвертер сыйымдылығы мен сопло санына қарай төмендегідей:
n . . . . . . . . . 3 4 6 8
α, градус . . . 8-10 12-15 20 25
Фурма оттегі ағынының түзілуін, пішінін және керекті қарқынмен сұйық металды үрлеуді қамтамасыз етуі керек. Сонымен қатар фурманың конструкциясы қарапайымдылау болып, төзімділігі жоғары болуы керек. Сыйымдылығы үлкен конвертердің үрлеме қарқындылығы 5 м3/(мин×т) және одан жоғары.