Фурма Советский патент 1986 года по МПК C21C5/48 

1

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к сталеплавильному производству, и может быть использовано для продувки жидкого металла в конвертерах и подовых пс

чах.

Цель изобретения - повышение стойкости фурмы.:

На фиг.1 схематически изображена предлагаемая фурма, продольйьй разрез; на фиг.2 - разрез Л-А lui фиг.1.

Фурма состоит из концентрически расположенных труб 1 - 3, образующими тракты для додачи кислорода, подвода и отвода охладигеля соотиетст- венно, головки 4 с соплами 5 и ра- диально расположенными между ними каналами 6 для охладителя, а также распределителя 7. Оси каналов 6 дпя охладителя в головке 4 расположены под углом 30-90 к ПРОДОЛЬНОЙ оси фурмы, суммарная плотядь сечения каналов для ;хлади 7 f в головке суммарное про.;о.1ию. се е:ше для охладителя Б р/;сп e. и е se Bbmoj- йены равньми 1/312 i: ,-/3 проходного сечении 11олос1и отвода охладителя соответственно.

В процессе вьтлавки стали фурму опускают в конвертер и производят продувку. При этом фурма воспринимает тепло от расплавленного металла и шлака. Это тепло отводится охладителем . Охладитель из подводящей полости с помощьк распределителя перераспределяется: часть его, смьшая сопла-, поступает через щель распределителя в отводящую охладитель полость, а другая - в каналы подвода охладителя в головке.

Распределитель представляет собой полый цилиндр, в нижней части которого имеются приливы с отверстиш и. Чксщо приливов равно числу каналов отвода охладителя и:з головки. Приливы плотио присоединяют к отводящим охладитель каналам головки и таким образом соединяют их с отводящей охладитель полостью. Участки, распределителя, расположенные напротив г.одводящих охладитель каналов головки, не имеют в нижней части щели и являются как бы направляющими для подачи охладителя в каналы. Между направляющими участками и приливами в нижней части распределите- . ля имеется щель для прохода охладите

t5

20

1211302

ля. Распределитель обеспечивает по да чу охладителя из подводящего тракта в головку одновременно в противопо- тгожньтх направлениях чередующимися э потоками.

Г. головке каналы выполнены в меж- :опсльном прсс . ранстве радиально, ОС: их сходятся В ОДНОЙ точке., ле- ж - и на продольной оси фурмы. При ном количестве сопел в головке, а следовательно, и четном количестве капало; в головке, суммарные про- ХОДИ - сечения подводящих каналов ; . ЛОВКИ одик аковые, каналы подвода ртвоп: охладителя чередуют между собой При нечетном числе каналов (при НС-четном количестве сопел) каналы распределяют произвольно. Угол ьа:-.Л(на осей каналов к продольной ОС ., фурмы 30-90°.

Охладгтел} из подводящей полости поступает Б подводящие каналы головки, откуда по отводящим каналам уходит в отводящую полость, равномерно омьшач все межсопельное про- транство головки. Сопротивление аналов незнач,1тельно, поэтому потери давления невелики. Значительная

а ть энергии охладителя полезно ис пользуется для увеличения скорости и повышения эффективности отвода тепла конвекцией, а следовательно, с :гойкость фурмы повышается.

Наиболее эффективно охлаждение межсопельного пространства в донной части фурмы, если оси каналов головки лараллельны или близки к параллели наружной поверхности дна фурмы.

Согласно проведенным гидродинамическим исследованиям для обеспечения максимального отвода тепла от фурмы необходимо увеличить CKO-i рость охладителя в головке и отводящей полости, т.е. уменьшить проходное сечение отводящей охладитель полости, которое и является определяющим расход охладителя переходным сечением. Для обеспечения эффективного охлаждения в каналы головки минимально подают 1/3, а максимально 1/2 от всего расхода охладителя. Остальные 2/3 или 1/2 через щель распределителя подают на периферий- : ное охлаждение фурмы.

При уменьшении на 9% суммарной площади сечения каналов для охладителя в головке до величины, равной

30

35

40

45

50

55

менее 1/3 сечения полости отвода охладителя, и соответс- венном увеличении сумйарного проходного сечения концентрически прерьюающейся щели для охладителя в распределителе до величины, равной более 2/3 проходного сечения полости отвода охладителя, скорость охладителя в переход- ньж каналах вследствие увеличения сопротивления уменьшается на 20%, температура охладителя на выходе из канала увеличивается, а усредненный коэффициент теплоотдачи конвекцией р исследуемой области уменьшается на 14,2%,

При увеличении суммарной плошади сечения п реходных каналов для охладителя в головке на 10% сверх 1/2 сечения полости отвода охладителя и соответственном уменьшении суммарного проходного се ения для охладителя в распределителе до величины, равной менее 1/2 проходног сечения полости отвода охладителя.

11302

скорость охладителя в переходных каналах увеличивается незначительно, а в кольцевой щели распределителя уменьшается, равно как и средняя

5 скорость охладителя в отводящей полости. Уменьшается также {на 13%) и усредненный коэффициент теплоотдачи исследуемой области отводящей охладитель полости.

10 Таким образом, в выбранном интервале соотношений суммарных площадей сечений переходных каналов значения усредненных коэффициентов теплоотдачи постоянны и имеют максимальные

15 значения, выход за граничные значения параметров приводит к снижению эффективности охлажденця, что харак теризуется з еньшеннем коэффициентов теплоотдачи, и соответственно

20 к уменьшению стойкости фурм.

Предлагаемая конструкция фурмы путем улучшения охлаждения головки позволяет в 2,5 раза повысить стойкость фурмы.

Фиг. 2

ВНИИПИ Заказ 612/32 Тираж 552 Подписное Филиал ПШ11Т Патент, г.Ужгород.ул.Проектная,4