Теория механизма работы фурм TSL и её практическое подтверждение
Автор: Король Ю.А., Зубов П.В., Евсеев В.А.
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Рубрика: Металлургия чёрных, цветных и редких металлов
Статья в выпуске: 4 т.25, 2025 года.
Бесплатный доступ
В условиях форсирования плавки в печи «Аусмелт» инженеры АО «Карабашмедь» столкнулись с ситуацией, когда наконечник фурмы, находясь в расплаве, завальцовывался без видимых признаков обгорания. Это явление приводило к нарушению режима плавки и вынужденному останову на замену фурмы. В технической литературе и доступной мировой практике по эксплуатации фурм TSL авторам не было известно о возникновении подобного явления, в связи с этим была разработана теория этого процесса и способы управляющего воздействия на его проявление и предотвращение возникновения. Применительно к рассматриваемой конструкции фурмы для упрощения и ускорения анализа крутки предложено использовать выведенные зависимости между эффективной круткой и параметром крутки. Показано и подтверждено на практике испытаний на промышленной печи, что для работы в наиболее эффективном режиме необходимо поддерживать отношение расхода количества охлаждающего воздуха к количеству смеси КВС на уровне 0,45–0,65. В рамках предложенного механизма массообмена доказано, что явление заклепывания возникает при определённых параметрах крутки. Опытным путём была подтверждена гипотеза о влиянии параметров эффективной крутки всех спутных струй фурмы типа TSL на кампанию работы печи, огнеупорной футеровки, наконечника, форму его износа или деформации, кроме того, на содержание меди в штейне и шлаке при прочих равных условиях.
Вертикальная фурма, «Аусмелт», крутка, прямоточные струи, закрученные струи, завальцовывание наконечника фурмы, штейн, шлак, дутьевой режим, кислород, воздух, TSL
Короткий адрес: https://sciup.org/147253176
IDR: 147253176 | УДК: 669 | DOI: 10.14529/met250402
Theory of TSL tuyere operation and its practical validation
During accelerated melting in the Ausmelt furnace, engineers at JSC Karabashcopper encountered a situation where the tuyere tip, while immersed in the melt, rolled without any visible signs of burning. This phenomenon led to a disruption in melting conditions and a forced shutdown for tuyere replacement. The authors were not aware of any similar phenomena in the technical literature or available interna-tional practice on the operation of TSL tuyeres. Therefore, a theory of this process was developed, along with methods for controlling its manifestation and preventing its occurrence. With regard to the design of the tuyere under consideration, in order to simplify and speed up the ana-lysis of twist, it is proposed to use the derived relationships between effective twist and twist parameter. It has been shown and confirmed in practice by tests on an industrial furnace that in order to operate in the most efficient mode, it is necessary to maintain a cooling air to oxygen-air mixture flow rate ratio of 0.45–0.65. Within the framework of the proposed mass transfer mechanism, it was demonstrated that the riveting phenomenon occurs at specific twist parameters. Experimental studies confirmed the hypothesis that the effective twist parameters of all co-current jets of a TSL-type lance influence the furnace operation, refractory lining, tip, its wear or deformation pattern, and also the copper content of the matte and slag, all other things being equal.
