Кислородная фурма

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 4 -А1 (g1)g C 21 С 5/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702719, (? (22) 06.0; 89

1 (46) <17 .06 9 i . Вюл. .(21

< 71) Коммунарский металлургический кс мбинлт (72) А.И .."!лстнцк.fkf, ii Дюп:.ин, А .1! Поживлн ов, О, В . Филонов, Г, С. Якт.ме| ко, С. 11. Терзнян, H.г(. Скороход, А.И. Кущенко, .А Рыб -;;„В А. Рворядн, П,1(:еменов и )1, i ., Токмаков (53) 669.184.66 (088.8) ()6) A. торское свидетечьс. во СССР

1315480, кл. С 21 С 5/48, 1987.

Авторское с; —. г(етельство ССПР

У 1330171, кл. С 21 С 5/48, 1987. (5 ) КИС,10Р01! НАЯ ФУР1!Л (57) Изобретение стноснтся к черной металлургии и может бьгть использовл«о при продувке металла кислородом в подовых сталеплавильных агрегатах.

Цель и эобр ет ения — повышение ст ойкосИзобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для продувки металла в подовых сталеплавильных агрегатах.

Цель изобретения — повышение стой" кости фурмы.

На чертеже представлена фурма, продольный разрез.

Фурма состоит из концентрично расположенных труб 1-3, образующих тракты для подвода и отвода воды и подачи кислорода. Водоотводящая труба 3 соединена с конической вставкой 4 длиной 1, которая состыкована с кольцевой вставкой 5 для подачи ги фурмы. Фурмл содержит коннентрично расположенные трубы 1-3, оорл ующие трлкты для подвоцл и отвода воды и пода ги кислорода. Водоотводящая труба 3 соединена с конической встлп— кой 4, состыкованной с кольцевой встлвкой 5 для падлчи кислорода нл дожив лни е окиси угл ер ода . Кол I,öåíàÿ

Вс глвкл 5 состыкована с конической встлнной 6, лнллогичной встлвкс: 4.

Тр бы 1-3 в торцоьс и части соепинены с нлкон с чинном 7, с одержлгмм кисл ородны г опла 8. 1!одачу кислородл на дожиглние окиси углеродл с сущест илянт через сопла в кольцевой вставке 5 а отвод воды — чсрез каналы 10, Прнчем длнпл учлстков переменного сече ния ".оставляет 0,6-1,5 диаметров основного водоотводящего трлктл до и после кольцевой вставки, угол между образующими конической и цилиндричеc— кой поверхностей составляет 15-35

1 табл., 1 ил. кислорода на дожигание окиси углерода. Кольцевая вставка, в свою очередь, состыкована с коничес кои вставкой 6 длиной 1, аналогичной вставке

4. Концентрические трубы в торцовой части соединены с наконечником 7, содержащим кислородные сопла 8, Подача кислорода на дожигание окиси углерода осуществляется через сопла 9 в кольцевой вставке 5, а отвод воды— через водоотводные каналы 10

Фурма работает следующим образом.

Кислород подается в кольцевой зазор между трубами 1 и 2 и затем формируется в струи соответствующего наз1654344

1О

f5

40

55 начения соплами 8 и 9. По центральной трубе 1 подается вода, которая охлаждает головку 7, а затем по основному водоотводящему тракту подается в участок переменного сечения, образованный конической поверхностью вставки 6 и цилиндрической поверхностью трубы 2. При этом в результате увеличения площади проходного сечения скорость воды перед входом в водоотводные каналы 10 кольцевой вставки 5 снижается, что дает возможность уменьшить потери напора на преодоление местного сопротивления кольцевой вставки. Для того, чтобы избежать повышенных потерь напора при изменении сечения тракта после кольцевой вставки, осуществляется сужение водоотводящего тракта с помощью конической вставки 4, что обеспечивает сохранение низкой скорости воды на выходе из кольцевой вставки. Таким образом происходит снижение гидравлического сопротивления водоотводящего тракта, содержащего кольцевую вставку для дожигания CO.

Оптимальным трактом с точки зрения минимизация потерь напора при изменении сечения является тракт, образованный внутренней цилиндрической и наружной конической поверхностями, так как при этом предотвращается иэбьгточная .турбулиэация потока при минимальной тепловоспринимающей поверхности. Граничные значения всех геометрических параметрон фурмы отработаны в ходе испытаний фурмы на гид" равлическом стенде и непосредственно при продувке ванны мартеновской печи. Приведенным диаметром основного водоотводящего тракта является условный диаметр окружности, равной по площади кольцевому сечению водоотводящего тракта до и после участков переменного сечения.

При длине переменного сечения 1

4 менее 0,6 приведенных диаметров ос" ионного водоотводящего тракта не обеспечивается достаточно плавное уменьшение скорости воды, что вызывает возрастание потерь напора на преодоление внезапного сужения (расширения) тракта, При длине участков переменного сечения 1 до и после вставки более 1,5 приведенных диаметров основного нодоотводящего тракта возрастает тепловоспринимлчщая поверхность фурмы, что ведет к дополнительному нагреву воды, снижению степени охлаждения наиболее теплонапряженного участка (кольцевой вставки) и снижению стойкости фурмы.

Пр неличине угла р(между образующими конической и цилиндрической поверхности участков переменного сечения менее 15 не обеспечивается достаточное для снижения гидравлического сопротивления кольценой встанки уменьшение скорости движения воды.

При величине угла оС более 35 скорость воды снижается до значений, при которых происходит существенное уменьшение степени турбулиэацни струи и не обеспечивается отрыв и отвод зарождающихся парогазовых пузырей на наиболее теплонапряженных участках внутренней поверхности кольцевой вставки. В обоих случаях условия охлаждения ухудшаются, а стойкость фурмы с нижа ется .

Испытания фурмы проводят на 300тонной мартеновской печи, работающей скрап-рудным процессом с расходом жидкого .чугуна 600 кг/т стали. Продувку ванны осуществляют в периоды плавления и доводки. Гидравлические характеристики фурм с различной геометрией тракта отвода охлаждающей воды снимают на стенде с использованием устройств типа трубки Пито-Прандля.

Результаты испытаний фурм приведены в таблице.

Иэ приведенньм в таблице данных следует, что максимально возможная в данных условиях стойкость фурмы достигается при использовании предлагаемьм геометрических параметров.

Формула изобретения

Кислородная фурма, содержащая концентрично расположенные трубы для подвода и отвода охлаждающей воды, поднода кислорода, .торцовую головку с соплами и кольцевую вставку с водоотводными каналами и соплами для подачи кислорода на дожигание окиси уг" лерода, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости фурмы, участки водоотводящего тракта до и после кольцевой вставки выполнены коническими по наружной поверхности и цилиндрическими по внутренней, причем длина участков переменно5

1654344 б го сечениЯ составлЯет 0,6-1,5 пРиве- вставки, а угол мелку образующими денных диаметров основного водоотво- конической и цилиндрической поверхдящего тракта до и после кольцевой ностей составляет 15-35

ЭксплуатаГидравлические параметры фурмы

Геометрические параметры фурмы

1 привед. диаметров

Ку град

Стойкость фурмы, ч шем сечевс, ати

2,8

0,8

0,5

0,5

2,7

2,4

0,8

25

0,8

0,5

2,5

0,8

0,5

50

0,3

0,8

0,7

0,5

0,6

2,7

82 1,0

0,25

1,5

0,6

0,8

0,6

0,2

83

0,6

0,3

0,25

0,52

0,6

0,6

1,0

2,7

0,65 I0

0,20

0,20

1$

1,0

1,0

0,9

0,6

1,0

0,20

0,32

0,2

1,0

2,6

t 5

0,51

82

0,9

1,5

0,15

0,9

0,20

0 15

1,5

35

097

1,5

0,3

1,5

2,5

1,6

2,3

1,6

46

2,1

0,39

1,6

48

1,9

0 ° 37

0,36

1,6

0,2

1,6

3,2

1,2

Известный

Перепад давп ений до и после кол.

0,38

0,42

0,40

Скорость воды в наибольнии до и после кол. вст., м/с ционные характеристики фурмы

51

1654344

Составите ь В. Красина редактор Н. Яцола Техред А. Кравчук Корр ект ор С . Ш екмар

Заказ 1931 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 L