Фурма для продувки расплава

 

Изобретение относится к черной металлургии , а именно к выплавке стали в конвер тере, и может также использоваться в сталеплавильных агрегатах, работающих с продувкой ванны сверху газообразным окислителем через фурму. Цель - увеличение выхода годного металла за счет интенсификации процессов выплавки стали м шлакообразования. Фурма содержит концентрично расположенные трубы 3--5, образующие тракты подачи окислитель, подвода и отвода воды, и головку 1 с размещенными в ней соплами 2, расположенными равно

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕ СПУБЛИК (я>s С 21 С 5/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4475345/02 (22) 22.08.88

446) 07.09.91, Бюл. М 33

1(71)Ленииградский механический институт им. Маршала Советского Союза Устинова

Д.Ф. и Нижнетагильский металлургический комбинат им. B.È, Ленина (72) С.И. Жигач, А.M. Сизов, А.С. Шкраб, Б.Д. Червяков, В.Г. Мошкин, Б,Н. Минеев и В.В. Зорихин (53) 669. 184. 142(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 956771, кл. С 21 С 5/48, 1981, Авторское свидетельств СССР

М 1387427, кл. С 21 С 5/4Р, 25.08,86.

„„SU „„1675342 А1 (54) ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ РАСПЛАВА (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к выплавке стали в конвертере, и . может также использоваться в сталеплавильных агрегатах, работающих с продувкой ванны сверху газообразным окислителем через фурму. Цель — увеличение выхода годного металла за счет интенсификации роцессов выплавки стали и шлакообразования. Фуома содержит концентрично расположенные трубы 3-5, образующие тракты подачи окислителя, подвода и отвода воды, и головку 1 с размещенными в ней соплами 2, расположенными равно1675342 мерно по окружности, центр которой совпадает с осью симметрии головки 1, каждое иэ сопел 2 состоит из конфузора 6 с критическим сечением 7 и диффузора 8. В последнем установлена крестовина 9, смонтированная на расстоянии, не превышающем 0,3 длины диффузора 8 от выходного сечения, Ось симметрии крестоьи ы 9

Изобретение относится к черной металлургии, к процессам выплавки стали, и может быть использовано в сталеплавильных агрегатах, работающих с продувкой ванны сверху газообразным окислителем через фурму, Целью изобретения является увеличение выхода годного металла, интенсификация процессов выплавки стали и шлакообразования, На фиг, 1 показана головка фурмы, вид с торца; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг, 1; фиг. 3 — узел на фиг. 2 (с треугольными перекладинами крестовины).

Фурма для продувки расплава содержит головку 1 с соплами 2, Сопла размещены равномерно по окружности, центр которой совпадает с осью симметрии головки 1. Головка 1 фурмы связана с источником окислителя с помощью газового тракта, образованного трубой 3.

Труба 3 и сопловая головка 1 помещены е водоохлаждаемую рубашку, состоящую из концентрично расположенных труб 4 и 5.

Каждое сопло Z состоит из конфуэора 6 с критическим сечением 7 и диффуэора 8. В диффузоре 8-каждого сопла 2 установлена крестовина 9, состоящая иэ двух перекладин. Крестовина 9 установлена на расстоянии, не превышающем 0.3 длины диффуэора 8 от выходного сечения, Ось симметрии крестовины 9 совпадает с осью сопла 2, Каждая перекладина, образующая крестовину 9, может иметь в поперечном сечении ромбовидную форму, Продольное сечение каждой перекладины может иметь вид равнобедренного треугольника, вершина которого расположена на оси сопла 2 и с бращена внутрь сопла 2.

Фурма для продувки расплава работает следующим образом.

Сжатый газ при сверхкритическом давлении по трубе 3 в виде дозвукового потока достигает сопловой головки 1 с размещен».ыми в ней соплами 2. Проходя через конфузор 6 с критическим сечением 7 гаэ

i- >ряется по сверхзвуковой скорости, На5

1Г

45 совпадает с осью сопла 2. Каждая перекладина, образующая крестовину 9, может иметь в поперечном сечении ромбовидную форму. Продольное сечение каждой перекладины может иметь вид равнобедренного треугольника, вершина которого расположена на оси сопла 2 и обращена внутрь сопла 2, 2 э». ф-лы, 3 ил., 1 табл. бегающая на крестовину 9 струя аэа индуцирует дополнительную систему внутренних скачков уплотнения. В местах конTäêòà перекладин крестовины 9 со стенками диффузора 8 образуются отрывные облас.и. генерирующие хихри н утолщающие пограни ный слой.

F. результате на расплав металла воздействует газовая струя, окруженная утолщенным пограничным слоем, Сверхзвуковое ядро струи становится менее подвержено внешним акустическим воздействиям, снижаются колебания струи. упорядочивается взаимодеиствие струи газа с поверки:стью расплава.

Подбг ом положения в диффуэоре передних кромок перекладин. образующих крестовину 9. изменяют спектральный состав продольных колебаний. Тем самым интенсифициру от различные стадии процессов плавки стали, Изменением угла л прн вершине греугольника, образованного продольным сечением перекладин крестовины 9, расширяют спектральный состав продольных колебаний струи газа, истекающей со среза сопла

2. Место размещения крестовины 9 в диффузоре 8 сопла 2 обусловлено следующим

При выносе крестовины 9 за срез диффуэора 8 (за выходное сечение сопла 2) струя газа, истекающая со среза сопла .!, разделяется на четыре потока Между потоками возникает возвратное течение, захватывающее капли расплава, вылетевшие с поверхности расплава. Происходит быстрое заметаляивание фурмы, Получившиеся четыре потока сливаются, однако эона смыкания потоков неустойчива, колеблется, что приводит к хаотическим колебаниям лунки по поверхности расплава. Вознихают дополнительные выбросы крупных сгустков металла.

При значительном углублении крестовины 9 в диффуэор 8, большем, чем 0.3 длины диффузора 8, положительные эффекты, вызванные образованием дополнительной системы скачков уплотнения, становятся слабо выраженными Кроме того, наблюда1675342 (i )и.-.,:,na- was рм»

Размерь sy,—, <л, мм Гпу .нн-.

T ст задней

- кро 1ки пе-рекладин крестовины

9 до выходP прс . :ес ия т ;",с.л,=, Н С«> .1

Вииря )-, общей с 11

ОИ1НЫ жее f;

Глубина

Ди иамебр

1«вт Г,Л

200 ) 65

82

90,-„-- -l

180! 1 ! аотическое перемещение п1н и с выбро бови «и«обьечов жио«ости из «оиееоте

П р и м е ч а н и е. Давле1лие в предсопловом .."ивме поддерживают равным 1,2 МПа.

При вынесении крестов1п ы -! эа срез сопла 2 происходит разделеi:ИЕ сРУИ 11а ЧЕТЫРЕ ПОГОКг С аО.-ВРатНЫМИ тОКаМИ ПО ОСИ СОПЛа; фурма сипьно эабрыэгивается. ются хаотические перемещения лунки по поверхности расплава с выбросом больших сгустков расплава иэ конвертера.

Выполнение поперечного сечения перекладин, образующих крестовину 9, ромбовидным снижает потери давления при обтекании крестовины 9 потоком газа.

Предлагаемую фурму сравнивают по эффективности продувки с извес:: ой „ урмой. Продувку проводят на холодной б.одели конвертера с прозрачными боковыми стенками. Расплав моделируют водой и-,кометалпическую эмульсию — езвесь1о га нулиоованного полиметилм такрипапа в воде. Зпределя.от раэ ере, лунки взаи лодейс.вия струи газа с пмерхностьюжидкости и глубину oб .-е«еа жидкости, ОХВатЫВа МОГG ТОРС 1«тЕ. ЛЫ1ЫМИ ВИХРЯМИ.

Результаты пр1дугзк, зедены в таблице.

Применение фурм..1 приводит к у 1пряДОЧЕ11ИЮ ВэаИМОДЕИ ВИ., СТРУИ, ИСТЕиатО щих со соезов со! ï с поверхностью расплава. Уменычае" с выброс капель с поверхности, капли дви кутся по настильной траектории. Цожигание СО в COz происходит у поверхности расплава, Глубина воздействия струй газа на г асплав возрастает, Увеличивается массообьлен в зоне реакции, что приводит к интенсификации процессов выплавки стали и шлакообраэования. Возрастает КПД конвертера.

Формула изобретения

5 1, Фурма для продувки расплава, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты подачи окислителя, подвода и отвода воды, головку с размещен«ым л в ней соплами, состоящими из конфу10 оров с критическим сечением и диффузоров и расположенными равномер«о по окружности, центр которой совпадает осью симметрии головки, о т л и ч а ющ i - с я тем, что, с целью увеличения

15 в1«ода годного металла, в диффузоре каждого сопла на расстоянии, не превышаю«еел 0,3 длины диффузора от выходного се ения, установлена крестовина, ось симметрии которой совпадает с осью сопла.

20 ?. Фурма по и. 1, отл и ч а ю ща я с я тем -1то каждая перекладина крестовины имеег в поперечном сечении ромбовидную форму, . Фур ла по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а25 я с я ем, что продольное сечение каждой перекпади11ы имеет вид равнобедренного тРЕУГПЛЬе11 Kd BP ØÈíà КОТОРОГО РаСПОЛОжен."- на оси п,а и обращена внутрь сопла.

1675342

@uzi

Составитель Н,Николаенко

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор И,Дербак

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

Заказ 2976 Тираж- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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