Многосопловая фурма для продувки металла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республик

<««956571 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020281 (21) 3241363/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 0709.82. Бюллетень ¹ 33

{$1)M К, з

С 21 С 5/48

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 669.184. .14 (088. 8) Дата опубликования описания 07.0982

Л. Г. Рыбалко, В. Д. Фишман, Р. С.;ййзатулов.,— А.-;М- - îâ, В.И. Славянинов, A.Ï. Иванов «« М.M- Кононенко

1 (72) Авторы изобретения

«

«

Сибирский ордена Трудового Красного 3«1амени металлургический институт им. Серго ОрджонщсцдЗе (71) Заявитель (54) МНОГОСОПЛОВАЯ ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к металлур= гии, а именно к многосопловым охлаждаемым кислородным фурмам, применяемым для продувки жидкой сталеплавильной ванны при подаче кислорода сверху.

Известны кислородные фурмы для продувки жидкого металла, состоящие из корпуса и головки с несколькими продувочными соплами, расположенными как в центре, так и по концентрическим окружностям, в которых продувочные сопла выполнены круглыми расширяющимися (конические сопла Лаваля) «1 ).

Конические сопла Лаваля, обеспечивающие в случае расчетного режима истечения максимальную энергию истекающих струй, при взаимодействии с расплавленным металлом не могут являться конструктивно наилучшими с точки зрения максимальной реакционной поверхности, минимального брызгоуноса и заметалливания фурмы.

Наиболее близким к предлагаемому 25 по технической сущности и достигаемому результату является многосопловая продувочная фурма, содержащая тракты для подвода и отвода охлаждающей воды и подвода газа окислителя и головку конической фурмы с соплами, оси которых параллельны и симметричны относительно оси фурмы, а с целью повышения стойкости фурмы (торцовой части ее головки) соседние продувочные сопла приближены друг к другу до расстояния между осями, равном 1-1,2 диаметра сопла (2 ).

Данная фурма имеет круглые цилиндрические сопла (ко««ические сопла Лаваля), которые при параллельном расположении (также и при ином другом расположении, когда их оси не пересекаются вне головки) формируют струи, действующие на расплав как одиночные расширяющие струи. Количество образующихся капель (брызг ) при соударении одиночной расширяющейся струи с жидким металлом, а также поверхность лунки (кратера) в металле, обуславливающая реакционную поверхность, зависит от импульса струи и площади поперечного сечения ее в месте контакта с зеркалом ванны.

Таким образом, применение извест«ых конструкций фурм ограничивает возможность дальнейшего увеличения реакционной поверхности и уменьшения брызгоуноса и, следовательно, заметалливания фурмы.

956571 цель изобретения — увеличение ре акционной поверхности и уменьшение брызгоуноса и заметалливания фурмы.

Указанная цель достигается тем, что в водоохлаждаемой фурме, содержащей тракты для подвода и отвода охлаждающей воды и подвода газа окислителя и головку с соплами, головка фурмы состоит из сопловых блоков, расположенных по окружности и в центре, причем каждый сопловой 10 блок выполнен в .виде группы сопел в количестве не менее трех, оси сопел одного блока пересекаются под углом

6-10 в одной точке, расположенной на оси симметрии сойлового блока вне 1 головки фурмы.

Отдельные сопла каждого соплового блока выполнены в виде конических сопел Лаваля.

Разделение газового потока в сопловом блоке на отдельные расходящиеся струи с последующим их слиянием в .одной точке позволяет получить сжатую результирующую струю в месте слияния отдельных струй, т.е. имеющую площадь поперечного сечения в точке слияния меньшую, нежели площадь поперечного сечения обычной одиночной струи на таком же удалений от среза сопла, что и точка слияния нескольких струй, истекающих из соплового З0 блока. При этом условном сравнении должно быть равенство скоростей и секундных количеств движения сравниваемых струй. Таким образом, располагая головку фурмы на таком расстоя- 35 нии от зеркала ванны, чтобы точка слияния струй находилась в месте контакта с металлом, можно сократить количество капель металла, выносимых из ванны, и уменьшить заметалливание 40 фурмы в периоды отсутствия шлаковой фазы или при свернутом шлаке. Одновременно возрастает против обычного угол раскрытия результирующей затопленной струи при достаточно высоких 45 значениях турбулентности как в самой струе, так и на границе с металлом, что вызывает увеличение внутренней. поверхности лунки, кратера, а следовательно, и реакционной поверхности.

Диапазон угла слияния струй 6о

10 выбран экспериментально. При угле о меньшем б не достигается достаточного сжатия результирующей струи, а при угле большем 10 Эначительно возрастают потери энергии результирующей струи и уменьшается необходимое расстояние между зеркалом металла и торцовой частью головки фурмы, так как тойка слияния струй приближается к головке фурмы. 60

На фиг. 1 представлены вариант предлагаемой конструкции многосопловой фурмы с семью сопловыми блоками (вид на торцовую часть головки фурмы); на фиг. 2 . — разрез А-А на 65 фиг. 1 (продольный разрез фурмы в головной части).

Фурма состоит из трех концентрично расположенных труб 1-3 (фиг. 2), образующих центральный тракт для подвода газообразного окислителя и тракты для подвода и отвода охлаждающей воды (на фиг. 2 показаны стрелками с надписями) и охлаждаемой головки 4 с семью: сопловыми блоками

5, .каждый из которых состоит иэ четырех конических сопел Лаваля б, оси которых пересекаются под углом

2 = 6-10 в одной точке, расположенной на оси симметрии каждого соплового блока вне головки. фурмы.

Шесть сопловых блоков расположены по окружности и один в центре торцовой части головки фурмы.

Фурма работает следующим образом.

Газ окислитель из газового тракта разделяется сопловыми блоками вначале на несколько потоков (в данном случае на. 7 потоков), а затем каждый поток, в свою очередь — по четыре отдельные струи, которые вне головки фурмы сливаются под углом 6-10 в результирующие струи (их количество будет равно

7).. Эти результирующие струи, внедряясь в жидкий металл сразу же после их возникновения, позволяют уменьшить брызгоунос и увеличить реакционную поверхность.

За счет увеличения реакционной по-верхности повышается интенсивность реакций и сокращается время продувки, что влечет за собой увеличение производительности агрегатов. Так экспериментальным путем установлено, что производительность кислородных конвертеров может быть увеличена на 1,01,2%.

Путем моделирования установлено, что количество капель (брызг), выносимых из конвертера, уменьшается на

20-25Ъ. Этот фактор способствует увеличению выхода жидкой годной стали.

Формула изобретения

Многосопловая фурма для продувки металла, содержащая тракты для подвода и отвода охлаждающей воды и подвода окислителя и головку с соплами, отличающаяся тем, что, с целью увеличения реакционной поверхности, уменьшения брызгоуноса и эаметалливания фурмы, головка фурмы состоит. из сопловых блоков, расположенных,по окружности и в центре, причем каждый сопловый блок выполнен в виде группы сопел в количестве не менее трех, с пересечением осей сопел одного блока под углом б-10О в одной точке, расположенной на оси симметрии

956571

С стйви-гель С.Попов

Корректор Н.Киштулинец Техред A.À÷ Корректор Г.Решетник

Заказ 6522/6 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 каждого соплового блока вне головки фурмы

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 391183, кл. С 21 С 5/48, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 359273, кл. С 21 С 5/48, 1971.