Фурма для продувки расплава Советский патент 1987 года по МПК C21C5/48 

корпус 1, размещенную в нем металлическую трубу 2, на выходных концах которых установлено сопло 3. Выходное сечение а сопла 3 вьшолнено в виде звездочки. Профиль сопла 3 сформирован фигурньми стенками. Внутри металлической трубы 2 размещены трубопроводы 5, проходящие через фигурные стенки сопла 3 в карманы 6, которые сообщены с полостью 7, образованной внутренней поверхностью кор1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для продувки расплавленного металла нейтральным и окислительньм газом в KOBmaXj конвертерах, мартеновских печах, и может быть использовано в металлургии и химической про- мыпшенности при продувке растворов и расплавов.

Цель изобретения - интенсификация процессов рафинирования расплава.

На фиг.1 изображена фурма с водо- охлаждаемым корпусом и соплом, сечение выходного отверстия каждого выполнено в виде звездочки, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.З - разрез Б-Бнафиг .1 на фиг.4 и 5 - выходное отверстие фурмы, выполненное в виде четьфехлу- чевой звездочки, одна из границ каждого луча которых вьшолнена криволинейной, сечение; на фиг.6 и 7 - выходное отверстие фурмы, в котором обе гра.ницы каждого луча вьшолнены криволинейными, сечение.

Фурма состоит из водоохлаждаемого корпуса 1, размещенной в нем металлической трубы 2, являющейся газопрово- дящим каналом, на выходных концах водоохлаждаемого корпуса I и металлической трубы 2 жестко закреплено сопло 3. Выходное сечение q сопла 3 выполнено, например, в виде четырехлу- чевой звездочки. Профиль сопла 3 сформирован фигурными стенками 4. Угол,при вершинах 5 лучевой звездочки лежит в диапазоне 2-30. Границы 6 лучей звездочки выполнены прямолинейпуса 1 и наружной поверхностью трубы 2. Интенсификация процессов рафинирования расплава достигается при распадении струи газа и образовании мелких пузырьков газа, которые разносятся по всему объему расплава устойчивым тороидальным вихрем, образованным в расплаве вследствие эжектирова- ния расплава на активном участке струи, 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

ными. Внутри металлической трубы 2 размещены трубопроводы 5, проходящие через фигурные стенки сопла 3 в карманы 6, карманы 6 сообщены с поло- стью 7, образованной внутренней поверхностью водоохлаждаемого корпуса 1 и наружной поверхностью металлической трубы 2. Фигурные стенки 4 сопла 3 соединены друг с другом, с металли- 0 ческой трубой 2 и с водоохлаждаемым корпусом 1 сварными швами 8.

Одка или все границы в каждого луча звездочки могут быть выполнены криволинейными.

5

Фурма работает следующим образом.

По внутренней полости металлической трубы 2 газ поступает в сопло 3, поперечное сечение которого выполне0 но в виде звездочки. При движении газа по соплу 3 на стенках, являющихся границами в лучей звездочки, нарастает пограничный слой. Из-за трения газа о стенки сопла 3 скорость его от

5 центра к периферии убывает. При зтом в вершинах 5 лучей звездочки воздействие сил трения на поток максимально . В широкой части лучей ядро потока тормозится незначительно. В острых углах (меньше 30°) пульсации потока подавляются. Это приводит к тому, что линии тока в окрестности вершин 6 лучей звездочки остаются параллельными стенкам сопла 3. Истекающая из выходного сечения а сопла 3 струя газа проникает в расплав, сохраняя на. значительном расстоянии свою форму. На боковой поверхности струи газа в расплаве образуются то0

5

роидальные вихри переменного сечения, что снособствует сохранению формы струи. На определенном расстоянии от выходного сечения а сопла 3, зависящем от отношения давления газа в трубе 2 к давлению в расплаве в окрестности выходного сечения « сопла 3 и наибольшей ширины поперечного сечения луча звездочки, струя распадается. Образующееся при этом большое количество мельчайших пузырьков газа разносится по всему объему расплава устойчивым тороидальным вихрем, который образуется в расплаве вследствие эжектирования расплава на активном участке струи.

Однонаправленный тороидальный вихрь в расплаве способствует удлинению активного участка струи. При этом 20 существенно уменьшить материальные у выходного сечения а сопла 3 не образуется газовый пузырь, в сипу чего не возникает гидравлический удар в расплаве.

и производственные затраты на их из готовление, сократит расход нейтрал ного и окислительного газа, снизит угар металла и повысит качество по лучаемого продукта.

Таким образом, использование изобретения приводит к увеличению стойкости фурмы. При этом появляется возможность увеличить расход рафинирующего газа в 10 раз по сравнению с ци- линдрическим соплом и в 3-5 раз по сравнению со щелевым и серповидным соплом. Следовательно, количество и площадь боковой поверхности рафинирующих пузырьков в газе резко возрастает, что значительно интенсифицирует такие процессы рафинирования расплава как дробление и вынос неметаллических включений, удаление водорода, перемешивание в расплаве легирующих добавок. Гидрогазодинамические преимущества фурмы приводят к

83874

тому, что реакционная зона образуется на расстоянии, в 2 раза большем, чем для эквивалентного по расходу круглого сопла, от выходного сечения сопла в области распада струи на мельчайшие пузырьки. При этом переокисление металла не происходит вследствие высоких скоростей отвода продуктов реакции в объем расплава и подвода новых порций расплава в реакционную зону. Применение фурм в металлургическом производстве для продувки расплавленного металла нейтральным и-окислительным газом в ковшах, конвертерах и мартеновских печах, а также в цветной металлургии и химической промьшшенности при продувке растворов и расплавов позволит

10

15

существенно уменьшить материальные

и производственные затраты на их изготовление, сократит расход нейтрального и окислительного газа, снизит угар металла и повысит качество получаемого продукта.

Формула изобретения

1.Фурма для продувки расплава, содержащая корпус со сборной сопловой головкой, отличающая- с я тем, что, с целью интенсифика- ции процессов рафинирования расплава, сечение выходного отверстия сопла фурмы выполнено в виде звездочки.

2.Фурма поп.1,отличаю- щ а я с я тем, что границы лучей звездочки выполнены прямолинейными.

3.Фурма ПОП.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из границ каждого луча звездочки выполнена криволинейной.

Фиб.2

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к устройствам для продувки расплавленного металла нейтральным и окислительным газом в ковшах, конверторах, мартеновских печах, и может быть использовано в металлургии и химической промьшшенности при продувке рас- . творов и расплавов. Цель изобретения- интенсификация процессов рафинирования расплава, позволяющая ускорить дробление и вынос неметаллических включений, удаление водорода, перемешивание в расплаве легирующих добавок. Фурма содержит водоохлаждаемый /5 /7 со tc сх со сх Тб т/1

Ф1/г.З

Фиг Ч

Фиг. 5

Фиг. 6

ФигЛ

Редактор С.Патрушева

Составитель С.Сорокин

Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Заказ 3454/29

Тираж 549Подписное

ВНШПИ 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