Фурма

 

Изобретение относится к металлургии , конкретнее к устройствам для обработки жидкого металла в ковше нейтральными газами и порошкообт разными материалами. Цель изобретения состоит в улучшении качества металла за счет равномерного распределения порошка и газа по объему расплава . Фурма содержит футерованные огнеупорным материалом трубу 2 с наконечником 3 и шайбы 4 и 5, которые охватьшают трубу. Вихревая камера 6

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

ЛК„, 39749 (51)4 С 21 С 5 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4089417/23-02 (22) 09.07.86 (46) 23.05.88. Бюл. Р 19 (71) Кузнецкий металлургический комбинат им. В.И.Ленина (72) А.Ф.Овсянников, Ю. П.Чирков, К.Н.Рыбаков, Н.К.Янченко и Н.С.Анашкин (53) 669. 184. 142 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 287990, кл. С 21 С 5/48, 1966.

Авторское свидетельство СССР

9 1217889, кл. С 21. С 5/48, 1984. (54) ФУРМА (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к устройствам для обработки жидкого металла в ковше нейтральными газами и порошкооб-.. разными материалами. Цель изобретения состоит в улучшении качества металла за счет равномерного распреде.ления порошка и газа по объему расплава. Фурма содержит футерованные огнеупорным материалом трубу 2 с наконечником 3 и шайбы 4 и 5, которые охватывают трубу. Вихревая камера 6

1397497 выполнена в шайбе 4 в виде цилиндрической полости, которая плавно (по радиусу) переходит в горизонтальную кольцевую щель 7, расширяющуюся к периферии шайб. Вихревая камера сообщается с трактом трубы через спиралеобразные отверстия 8, которые выполнены в стенке трубы выше круговой щели и выходят в вихревую камеру по касательной к наружной поверхносИзобретение относится к металлургии, конкретнее к устройствам для обработки жидкого металла в ковшах нейтральными газами и порошкообразными материалами.

Цель изобретения — улучшение качества металла эа счет равномерно-. го распределения порошка и газа по объему расплава в ковше.

На фиг. 1 изображена фурма в сталеразливочном ковше, общий вид; на фиг.2 — узел Т на фиг.1; на фиг.3— разрез А-А на фиг.2.

Фурма 1 содержит футерованную огнеупорным материалом трубу 2 с наконечником 3, сваренными между собой, шайбы 4 и 5, которые охватывают трубу 2. В шайбе 4 выполнена вихревая камера 6 в виде цилиндрической полости, которая плавно (no радиусу) переходит в кольцевую горизонтальную щель

7, расширяющуюся к периферии. В стенке трубы 2 выполнены отверстия 8 в виде спиралеобразных каналов, выхо дящих в вихревую камеру 6 по касательной к наружной поверхности 9 трубы 2. Нижняя шайба 5 защищена огнеупорным кольцом 10, которое удерживается шайбой 1 1, приваренной к наконечнику 3. Для предотвращения контакта наконечника 3 и шайбы 11 с жидким металлом, полость 12 огнеупорно. го кольца заполнена огнеупорной массой. Площадь поперечного сечения вих-. ревой камеры 6 меньше, чем сумма площадей поперечных сечений спиралеобразных отверстий 8 на входе в вихревую камеру. Между огнеупорным кольцом

10 и огнеупорной футеровкой трубы име ется зазор. ти трубы. Поэтому гаэ идет по полости вихревой камеры сверху вниз, закручиваясь вокруг оси фурмы, и выходит через горизонтальную кольцевую щель, которая утапливается в шайбах и защищена от воздействия жидкого металла. Площадь поперечного сечения вихревой камеры меньше суммы площадей поперечного сечения спиралеобразных отверстий. 3 ил.

Фурма работает следующим образом.

Нейтральный газ или порошок в потоке газа поступает через тракт трубы 2 в спиралеобразные отверстия 8, через которые выходит в вихревую камеру 6 в виде вихревого потока, как показано стрелками 13, и вращается вокруг вертикальной оси. В результа.те тогь, что отверстия 8 расположены выше круговой щели, поток газа закручивается в вихревой камере, а затем за счет плавного перехода направляется в горизонтальную кольцевую щель.

Выполнение вихревой камеры цилиндрической формы позволяет распределить газовый поток равномерно по всему объему.

Так как площадь поперечного сечения цилиндрической полости меньше площади спиралеобразных отверстий, скорость движения газа и порошка по вихревой камере увеличивается и будет больше, чем скорость истечения газа из спиралеобразных отверстий.

Поток газа, двигаясь по вихревой камере, вращается вокруг вертикальной оси фурмы. При этом, как в простом суживающемся сопле, окружная скорость потока будет по крайней мере не меЗО нее критической скорости истечения для этого газа, поэтому возникает центробежная сила, которая при достижении горизонтальной кольцевой щели сообщает частицам порошка и газа дополнительную скорость, чем достигается большая глубина проникновения частиц порошка и пузырьков газа в расплавленный металл. Для иллюстрации величины центробежной силы, возникающей при работе фурмы с по1397497

mU2

) 20

Р

P =8) р 19, 1 кг/см, рошком, приводят расчет для частицы порошка диаметром D = 0,2 мм и удельным весом р = 5000 кг/м .

Центробежную силу P определяют как

5 где Ч вЂ” критическая скорость используемого газа (аргона) — ок- 10 ружная скорость,Ч„=290 м/с, ш — масса частицы порошка;

r — радиус вихревой камеры (0,03 м). р - D Ч2

Р = — --"к- = 0 006 кг.

9-6 r

Для сравнения с ферростатическим давлением определяют удельное давление р частицы материала 0,2 мм на металл где P 0,006 кг — центробежная сила 25

S — - площадь поперечного сечения частицы, см, что значительно больше ферростати- ЗО ческого давления Р, стали на дне ковша, которое при высоте стали 4000 мм составляет 3 кг/см . Р, =400 0,007 =

=2,8 кг/см, где 0,007 — удельный вес. жидкой стали, кг/см .

Из расчета видно, что порошок в потоке газа, имея удельное -давление гораздо большее, чем давление стали, способен распространяться по всему сечению ковша, тем самым происходит интенсивное перемешивание металла в ковше, что позволяет усреднить его температуру, а также очистить от неметаллических включений, уносимых газовым потоком в шлак.

При использовании фурмы выход стали I сорта увеличивается на 9,97.

Формула изобретения

Фурма для продувки расплава, содержащая футерованную огнеупорным материалом трубу и наконечник, полые шайбы, охватывающие трубу, вихревую камеру, переходящую в горизонтальную кольцевую щель, причем в стенках трубы виполнены отверстия, выходящие в вихревую камеру, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью улучшения качества металла, вихревая камера выполнена в виде цилиндрической полости и размещена в одной из.шайб, а горизонтальная кольцевая щель расположена ниже уровня нижней кромки спиралеобразных отверстий, при этом площадь поперечного сечения вихревой камеры меньше суммы площадей поперечных сечений спиралеобразных отверстий.

1397497

А-A

Составитель Н. Николаенко

Редактор Н.Рогулич Техред Л.Олийнык Ко ррек тор М. Шар оши

Заказ 2567/27 Тираж 545 Подписное

ВНПИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-п1 и раФ1ческое предприятие, r. Ужгород, ул. Иросктнав, 4