Фурма

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5р 4 С 21 С 5/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3789382!22-02 (22) 11.09.84 (46) 07.06.86. Бюп. У 21 (7i) Восточный филиал Института черной металлургии (72) В.П. Мороков, В.Ф. Чирихин, В.И. Кременицкий, Ю.Н. Кишкин и Л,М. Васильев (53) 669.182.212.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 786344, кл. С 21 С 5/48, 1977. (54)(57) ФУРИА для ввода порошкообразного материала в струю жидкого металла, содержащая канал и сопло для подачи порошкообразного материала, „,Я0„„123592О А 1

/ ! отличающаяся тем, что, с целью снижения окисленности металла и угара ферросплавов, повышения выхода годного металла, сопло фурмы выполнено изогнутым по дуге, угол которой составляет (1,!"1,5) агссов

2R-d где R — - радиус кривизны дуги, 2К+с1

d — диаметр окружности, вписанной в поперечное сечение сопла, последнее на выходе имеет форму прямоугольника с вертикальной большей стороной, а вогнутая стенка сопла выполнена с перфорацией, расположенной на расстоянии 0,1-2,0 диаметров канала от среза сопла.

9 123

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для обработки порошкообразными материалами струй жидкого металла на выпуске из сталеплавильных агрегатов.

Цель изобретения — снижение окисленности металла и угара ферросплавов, повышение выхода годного металла.

Снижение окисленности металла и угара раскислителей обеспечивается путем уменьшения разбрызгивания металла и повышения усвоения порошка металлом, что достигается за счет формирования плотной плоской струи порошкообразного материала, плоскость которой совпадает с осью струи металла, а также за 6чет уменьшения количества газа-носителя в порошковогазовой струе эа соплом.

Кривизна сопла обеспечивает смещение частиц порошка за счет центробежных сил к выпуклой стенке сопла, что обеспечивает уплотнение струи.

Форма поперечного сечения сопла, выполненная прямоугольной на выходе из сопла с вертикальным расположением большей стороны прямоугольника, в сочетании с кривизной сопла в горизонтальной плоскости обеспечивает формирование плоской струи за счет прижатия струи порошка центробежными силами к плоской стенке:прямоугольника сечения среза сопла.

Величина угла дуги, по которой изогнуто сопла, определенная как

2R-d (1,1-1,5) arccos «!, обеспечивает

2В.+й при любых значениях радиуса кривизнъ сопла и диаметра окружности, вписанной в поперечное сечение сопла, зависящих от конкретных производственных условий, оптимальное прижатие потока порошка к выпуклой стенке сопла и формирование плоской струи с минимальным углом раскрытия.

При величине угла менее 1,1

2R-d

arccos не обеспечивается форми2К+й рование плотной плоской струи вследствие пересечения периферийных частей струи порошка на выходе из сопла.

При величине угла более 1,5

2R-d

arccos — не происходит дальнейше2R+d

ro уплотнения струи, но значительно снижается скорость движения порошка, особенно при наличии перфорации, предназначенной для отвода газа-носи теля до среза сопла.

5920 2

Вторым назначением кривизны сопла является то, что центробежное отделе ние порошка от газа-носителя позволя ет отвести иэ сопла (до выхода иэ него) часть rasa-носителя для того, чтобы снизить давление его в сопле прецпочтительно до атмосферного, что обеспечит истечение газа-носителя иэ

40 сопла с меньшим расширением и, следовательно, с меньшим рассредоточением и прохождением мимо струи металла частиц порошка, а также уменьшит разбрызгивание металла газом-носителем.

Отвод rasa-носителя из сопла в предлагаемом изобретении производится через перфорацию, выполненную на вогнутой стенке сопла на расстоянии

О, 1-20 диаметров канала фурмы от среза сопла. Перфорацию выполняют на вогнутой стенке, потому что со стороны вогнутой стенки изогнутого сопла порошково-газовый поток имеет наименьшую концентрацию части порошка.

Выполнение перфорации на расстоянии от среза сопла меньшем 0,1 диаметра не обеспечивает значительного снижения давления газа-носителя в сопле и,, следовательно, не уменьшает раскрытие порошково-газовой струи, потери порошка и разбрызгивание металла„ Выполнение перфорации на расстоянии более двадцати диаметров приводит к значительному снижению скорости движения порошка вследствие слишком раннего снижения давления газа-носителя в сопле °

На фиг ° 1 изображена фурма с соплом, угол дуги которого менее

2R-d l,1 arccos „ "„ на фиг. 2 — то же, 2К+й

2R-d более 1,5 arccos ; на фиг.3

2К+с1 сопло в соответствии с примером конкретного выполнения; на фиг. 4 — разpcs А-А на фиг. 3; на фиг. 5 — вид Б на фиг. 3.

В табл. 1 и 2 представлены количественные изменения параметров двухфазной струи в зависимости от угла изгиба сопла и расположения перфорации соответственно.

На фиг. 3 изображена фурма 1 с соплом 2, форма поперечного сечения которого постепенно изменяется от круглого, диаметром 40 мм на входе в сопло, к прямоугольному 50х90 мм на выходе из сопла, сторона прямоугольника длиной 90 мм вертикальна. Толщина стенки сбпла 5 мм, радиус кри3 12 визны сопла в горизонтальной плоскости 500 мм, угол дуги сопла 25, длина дуги 200 мм, перфорация на вогнутой стенке сопла выполнена на расстоянии 100-150 мм от среза сопла.

При прохождении порошково-газовой струи через сопла происходит смещение частиц порошка в направлении выпуклой стенки, двигаясь по которой от круглого сечения к прямоугольному, частицы порошка группируются в плоскую струю. Компрессорный воздух, исПараметры

1,0 1,1 1,3 15 16

22,5 24,8 29,3 33,8 36,0

500

500 500

500 500

40 40

40

8 8

12

Таблица 2

Параметры

0,05d О, l d 10d 20d 20, 1d о

Угол изгиба сопла М

5 $5 5 5

11465 11465 11465 1465, 1 1465

40 40

40

28,0 28,0 25,0 . 20,0 14,0

Угол изгиба сопла,et.

Радиус кривизны дуги

R, мм

Диаметр окружности вписанной в поперечное сечение сопла d, мм

Скорость движения струи порошка за срезом сопла V, м/с

Угол раскрытия порошковой струи за срезом сопла, Радиус кривизны дуги

R мм

Диаметр окружности, вписанной в поперечное. сечение сопла

d, мм

Угол раскрытия порошковой струи за срезом сопла Р

Скорость движения струи порошка за срезом сопла Ч, м/с

35920 4 пользуемый в качестве газа-носителя, частично отводится из сопла через перфорацию, что обеспечивает меньшее рассредоточение и потери порошка эа соплом, а также снижает разбрызгивание струи металла.

Экономическая эффективность использования предлагаемой фурмы в производстве создается sa счет сниже-. ния угара ферросплавов и повышения выхода годного металла.

Таблица 1

2R-d

Коэффициент при arccos—

2R+d

30 29,0 . 26,0 20,0

Расстояние от среза сопла до перфорации

1235920

Фиг. Я

1235920 дидб

4-А

Фиг. 5

Фиг. Ф

Составитель И. Олесеюк

Редактор И. Дербак Техред Л.Олейник Корректор Г. Решетняк

Заказ 3062!24 Тирик 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Уигород, ул. Проектная, 4