Фурма

 

СО}03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

А1

„„SU„„12359 (}} 4 С 21 С 5/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

D, 3- »

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3751324/22-02 (22) 16.03.84 (46) 07.06.86. Бюл. ¹ 21 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И. Брежнева (72) В.И. Баптизманскии, И.В. Лысенко, Ю.С. Паниотов, А.Е. Купчинский и В.Д. Антонец (53) 669.184.142(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 395390, кл. С 21 С 5/48, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 645968, кл. С 21 С 5/48, }977. (54)(57) ФУРИА, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты подачи кислорода, подвода и отвода охлаждающей воды, головку с соплом, соединенным с трактом по- дачи кислорода, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью увеличения динамического напора истекающей струи газа, повьнпения стойкости головки фурмы за счет создания сверхзвуковых скоростей истечения газа и уменьшения затухания скорости газа по длине ядра струи, сопло фурмы в поперечном сечении выполнено в виде овальной щели с соотношением осей в критическом сечении 1:(5-7), а в продольном сечении по типу сопла

Лаваля. а=0,008-0,012А, 1 12

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к фурмам для продувки металла кислородом в сталеплавильных агрегатах непрерывного действия конвертерного типа.

Цель изобретения — увеличение динамического напора истекающей струи газа, повышение стойкости головки фурмы за счет создания сверхзвуковых .скоростей истечения газа и уменьшение затухания скорости газа по длине ядра струи.

На фиг. 1 показана фурма, сечение по вертикали в направлении, перпендикулярном большой оси сопла; на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1; на фиг. 3 — фурма, сечение по вертикали в направлении большой оси сопла; на фиг. 4 — узел I на фиг. 3.

Фурма состоит из трех концентрично расположенных труб 1-3, наконечника 4 с соплом 5, образующих тракты подачи кислорода, подвода и отвода охлаждающей воды

Трактом подачи кислорода служит внутренняя труба i. Средняя разделительная труба 2 с трубой 1 и наконечником 4 образуют тракт подвода охлаждающей воды, а с наружной трубой 3 — тракт отвода охлаждающей воды. Разделительная труба 2 снабжена двумя направляющими лепестками б для обеспечения более интенсивного охлаждения граней сопла 5.

Сопло 5 предназначено для получения плоской сверхзвуковой струи и имеет конфузор 7, критическое сечение 8 и диффузор 9. В поперечном сечении сопло представляет собой овал с эксцентриситетом в критическом сечении 1:5-1:7. Таким образом, сечение плоскостью, перпендикулярной большей оси сечения овала, аналогично профилю сопла Лаваля. Угол раскрытия стенок диффуо зора 6-8 на сторону (обычно применяемый в практике). Длина сопла определяется параметрами раскрытия струи.

При использовании фурмы для продувки металла в проточном реакторе

САНД размеры сопла определяют: где а — малая -ось критического сечения сопла;

А — ширина реактора, b F< /а, 35919 2 где Ь вЂ” большая ось критического сечения сопла;

F — площадь критического сеКР чения сопла, определяемая

5 по необходимому расходу кислорода с использованием стандартных методик.

Фурма работает следующим образом.

Сопло в виде щели с высокими дина10 мическими характеристиками истечения газа приводит к формированию в металле реакционной зоны, вытянутой вдоль большей оси ванны сталеплавильного агрегата непрерывного действия.

Технологические преимущества щелевидного сверхзвукового сопла позволяют располагать фурми на большем удалении от поверхности ванны, чем в случае использования сопел Лаваля круглого сечения или прямоугольных сопел с ровными стенками. Глубина проникновения струи в металл при этом не изменяется, а фурма работает в гораздо более благоприятных усло"

25 виях. Значительно уменьшается температурное воздействие на головку фурмы за счет отдаления реакционной зоны, меньшее количество брызг шлака и

30 металла попадает на головку. За счет этого, главным образом, и достигается повышение стойкости фурм. Кроме того, повышению стойкости фурмы способствует более ровный ход продувки, а также значительное упрощение конструкции головки.

Соотношение ширины сопла к длине выбрано равным 1:5-1:7. Это обусловлено тем, что при меньшей ширине

40 сопла струя слишком плоская, недостаточно жесткая, вследствие чего уменьшается глубина реакционной зоны, снижается усвоение кислорода, а при большей ширине сопла в полной мере

45 не реализуются преимущества щелевидного сопла перед круглым. еометрические размеры головок фурм со щелевидными сверхзвуковыми соплами указанного отношения ширины сопла к

50 его длине не превьппают размеров головок многоканальных (4-5) фурм равного расхода кислорода. Это позволяет устанавливать головки со щелевидными соплами вместо многоканальных, 55 используя подводящие трубы тех же размеров. Кроме того, сопла с большим отношением ширины к длине охлаждать сложнее, так как с ростом этого з 123591 отношения увеличивается боковая поверхность стенок сопла. При этом, сверхзвуковое щелевидное сопло с данным отношением ширины к длине является оптимальным с точки зрения 5 усвоения кислороДа ванной. Струя имеет достаточно большую поверхность и, в то же время, обладает большой жесткостью, необходимой для достижения требуемой глубины проникновения to кислорода в металл, а площадь поверх9 4 ности реакционной зоны в данном случае получается максимальной.

Усвоение кислорода в значительной степени определяется величиной площади поверхности внедряющейся струи газа. Поэтому использование щелевидного сверхзвукового сопла обеспечит более высокое усвоение кислорода дутья ванной (на 10-15X). Выход годного при этом увеличивается на 1-2Х и составляет 92-937.. юг. 2 l 235919.

Составитель А. Каханов

Техред Л.Олейник

Корректор E° . Рошко

Редактор И. Дербак

Подписное

Заказ 3062/24

Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва„ Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4