Фурма для продувки расплава газом Советский патент 1985 года по МПК C21C5/48 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для продувки расплавленного металла газом и может быть использовано при продувке расплавов. Известна фурма для продувки расплава газом, представляющая собой трубу, футерованную снаружи огнеупорным материалом и заканчивающуюся соплом цилиндрической формы pj . Однако известная фурма не обеспечивает необходимую степень диспергации газа в расплаве, ограничивающую скорость ра финирования металла от неметаллических включений и газа, Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является фурма для продувки расплава газом, содержащая футерованный корпус, сопловую голов ку с цилиндрическим стержнем 2J . Недостатком данной фурмы является низкая степень диспергации газа в расплаве, хотя в расплав истекает газ в виде нескольких струй, но за срезом каждого сопла фурмы в вязком расплаве формируются большие газовы пузыри, которые отрываясь от сопла всплывают. При своем всплывании часть пузырей сливается в большие газовые массивы, которые не способствуют ускорению рафинирования металла. Цель изобретения - повышение эффективности продувки путем повьшени степени диспергирования газа в расплаве. Поставленная цель достигается тем, что в фурме для продувки распл ва газом, содержащей футерованный корпус, сопловую головку с цилиндри ческим стержнем, сопло выполнено в виде серповидной щели, образованной внутренней цилиндрической поверхнос тью корпуса и эксцентрично установ ленным в нем цилиндрическим стержне Между внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и стержнем экс центрично установлены трубы, образу Ю1цие дополнительные серповидные соп ла. Серповидные щели вьшолнены с угл вым Смещением одна относительно дру гой. Сопла снабжены генераторами пуль саций газа, выполненными в виде поперечньк проточек на стержне и трубах. Струя газа, истекающая в расплавленный металл из сопла серповидной формы, распадается на мелкие пузырьки, которые, обладая больщой активной поверхностью, способствуют ускоренному рафинированию металла и обеспечивает интенсивное перемешивание расплава, которое выравнивает его температуру и химический состав. При истечении газа из нескольких серповидных щелей не происходит образование больших газовых массивов, так как динамическая неустойчивость результирующей струи ускоряет ее распад На пузырьки. Наложение колебаний на газовый -ПОТОК с помощью генератора пульсаций, выполненного, например в виде резонаторов Гельмгольца (поперечные проточки на цилиндрическом стержне и дополнительных трубах) . способствует повьш1ению степени дисперсности газа в расплаве. На фиг. 1 изображена фурма с соплом серповидной формы, продольньй разрез; на фиг. 2 - головка фурмы, поперечный разрез; на фиг. 3 - фурма с двумя серповидными соплами, имеющими односторонний эксцентриситет, продольный разрез; на фиг. 4 - головки фурмы с двумя серповидными сопла- ми,поперечный разрез;на фиг.5 - головки фурмы с двумя серповидными соплами на высоте резонаторов, поперечный разрез; на фиг. 6 - головки фурмы с тремя серповидными соплами с относительным угловым смещением, поперечный разрез. При угловом смещении 0°, образуется результирующая струя, состоящая из параллельных струй, при 60 смещения образуется струя, составляющая половину окружности, а при 120 смещении образуется кольцевая струя, истекающая из серповидных щелей. Пример 1, Фурма состоит из охлаждаемого или футерованного корпуса 1, внутренняя цилиндрическая поверхность которого совместно с наружной поверхностью цилиндрического стержня 2, закрепленного эксцентрично к корпусу, образуют серповидную щель М . Пример 2. При установке в зазоре между внутренней цили1щрической поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью стержня 2 одной 3 . дополнительной трубы 3 образуются 2 серповидные щели, т.е. 2 сопла серповидной формы N . При одностороннем эксцентриситете цилиндрического стержня 2 и дополнительной тру бы 3 плоскости максимальных размеро сечений серповидных сопел совпадают и лежат по одну сторону оси фурмы, при разностороннем - по разные стор ны. Центральный стержень 2 и дополнительная труба 3 снабжены проточка ми (S/ , которые своими размерами и формой обеспечивают генерацию колеб ний, накладывающихся на протекающий по серповидной щели поток газа. Входная часть сопловой головки фурмы образована коническими наружными поверхностями 4, вьшолненными на концах цилиндрического стержня 2 и дополнительной трубы 3. В корпусе и доп9лнительной трубе 3 сделаны крепежные отверстия, которые исполь зованы, например для постановки сварных заклепок 5. П р и м е р 3. Трехщелевая фурма содержит 2 дополнительные трубы 6, которые совместно с кордгусом 1 и щшиндрическим стержнем 2 образуют три серповидные щели. Относи-, тельное угловое смещение плоскости 084 с максимальным размером сечения щелевого серповидного сопла позволяет формировать сопловые головки различных конфигураций. Угол относительного смещения щелей для 2-х щелевой фурмы составляет 0-180 , для трехщелевой 0-120 , для четырехщелевой 0,90 и т.д. Фурма работает следующим образом. Газ обтекает входную часть стержня, и внутренней трубы, в результате чего его скорость увеличивается до околозвуковой и, проходя через генератор пульсаций, возбуждающий колебания струи, через серповидные сопла подается в расплав. В расплаве в результате взаимодействия пульсирукндих струй генерируется большое количество мелких пузырей, обеспечивающих высокую скорость массообменных процессов между газом и металлом. При внедрении фурм для продувки расплавленного металла аргоном через серповидные сопла предполагается уменьшить содержание водорода в металле на 10,4%, снизить средний балл содержания неметаллических включений от 2,33 до 2,14 и увеличить процент выхода годного.

1. ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ РАСПЛАВА ГАЗОМ, содержащая футерован;ный корпус,сопловую головку с цилиндрическим стержнем, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности продувки путем повышения степени диспергирования газа в расплаве, сопло вьтолнено в виде серповидной щели, образованной внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и эксцентрично ус тановленным в нем цилиндрическим стержнем. 2.Фурма ПОП.1, отличающаяся тем, что между внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и стержнем эксцентрично установлены трубы, образуюпще дополнительные « ш серповидные сопла. 3.Фурма ПОПП.1 и 2, отличающаяся тем, что серповидные щели выполнены с угловым смещением относительно друг друга. 4.Фурма по пп.1-3, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что сопла снабжены генераторами пульсаций газа, выпол:«о ненными в виде поперечных проточек -si на стержне и трубах.

ФиеЪ f(Фаг Л АА