Фурма Советский патент 1986 года по МПК C21C5/48 

1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к фурмам для продувки металла кислородом в сталеплавильных агрегатах непрерьшного действия конвертерного типа.

Цель изобретения - увеличение динамического напора истекающей струи газа, повышение стойкости головки фурмы за счет создания сверхзвуковых .скоростей истечения газа и уменьшени затухания скорости газа по длине ядра струи.

На фиг. 1 показана фурма, сечение по вертикали в направлении, перпендикулярном большой оси сопла; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - фурма, сечение по вертикали в направлении большой оси сопла; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3.

Фурма состоит из трех коицентрич- но расположенных труб 1-3, наконечника 4 с соплом 5, образующих тракты подачи кислорода, подвода и отвод охлаждающей водЫё

Трактом подачи кислорода служит внутренняя труба 1. Средняя разделительная труба 2 с трубой 1 и нако- . нечником 4 образуют тракт подвода охлаждающей воды, а с наружной трубой 3 - тракт отвода охлаждающей воды. Разделительная труба 2 снабжена двумя направляющими лепестками 6 для обеспечения более интенсивного охлаждения граней сопла 5.

Сопло 5 предназначено для получения плоской сверхзвуковой струи и имеет конфузор 7, критическое сечение 8 и диффузор 9. В поперечном сечении сопло представляет со

бой овал с эксцентриситетом в кри

тическом сечении 1:5-1:7. Таким образом, сечение плоскостью, перпендикулярной большей оси сечения овала, аналогично профилю сопла Ла- валя. Угол раскрытия -стенок диффу- зора 6-8° на сторону (обычно применяемый в практике). Длина сопла определяется параметрами раскрытия струи.

При использовании фурмы для продувки металла в проточном реакторе САНД размеры сопла определяют:

,008-0,012А,

где а - малая -ось критического сечения сопла; А - ширина реактора.

кр

/а.

5

0

5 о

5

0

.

0

5

191

где b - большая ось критического

сечения сопла;

F - площадь критического сечения сопла, определяемая по необходимому расходу кислорода с использованием стандартных методик.

Фурма работает следующим образом. Сопло в виде щели с высокими динамическими характеристиками истечения газа приводит к формированию в металле реакционной зоны, вытянутой вдоль большей оси ванны сталеплавильного агрегата непрерывного действия.

Технологические преимущества щеле- видного сверхзвукового сопла позволяют располагать фурмы на большем уда- дении от поверхности ванны, чем в случае использования сопел Лаваля круглого сечения или прямоугольных сопел с ровными стенками. Глубина проникновения струи в металл при этом не изменяется, а фурма работает в гораздо более благоприятных условиях. Значительно уменьшается температурное воздействие на головку фурмы за счет отдаления реакционной зоны, меньшее количество брызг шлака и металла попадает на головку. За счет этого, главным образом, и достигается повьш1ение стойкости фурм. Кроме того, повьтению стойкости фурмы способствует более ровный ход продувки, а также значительное упрощение конструкции головки.

CooTHomeiffle ширины сопла к длине выбрано равным 1:5-1:7. Это обусловлено тем, что при меньшей ширине сопла струя слишком плоская, недостаточно жесткая, вследствие чего уменьшается глубина реакционной зоны, снижается усвоение кислорода, а при большей ширине сопла в полной мере не реализуются преимущества- щелевид- ного сопла перед круглым. Геометрические размеры головок фурм со ще- левидными сверхзвуковыми соплами указанного отношения ширины сопла к его длине не превьш1ают размеров головок многоканальных (4-5) фурм равного расхода кислорода. Это позволяет устана зли:вать головки со щелевид- ;ными соплами вместо многоканальных, используя подводящие трубы тех же размеров. Кроме того, сопла с большим отношением ширины к длине охлаждать сложнее, так как с ростом этого

312359

отношения увеличивается боковая поверхность стенок сопла. При этом, сверхзвуковое щелевидное сопло с данным отношением ширины к длине является оптимальным с точки зрения j усвоения кислорода ванной. Струя имеет достаточно большую поверхность и, в то же время, обладает большой жесткостью, необходимой для достижения требуемой глубины проникновения ю кислорода в металл, а площадь поверх19 . 4 ности реакционной зоны в данном случае полз ается максимальной.

Усвоение кислорода в значительной степени определяется величиной площади поверхности внедряняцейся струи газа. Поэтому использование щепевид- ного сверхзвукового сопла обеспечит более высокое усвоение кислорода дутья ванной (на 10-15%). Выход годного при этом увеличивается на 1-2% и составляет 92-93%.

Фиг. г

Фиг.

Редактор И. Дербак

Составитель А. Каханов Техред Л,Олейник

Заказ 3062/24 Тираж 552Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва,, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ,

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

КорректорЕ. Рошко