Сопло продувочной фурмы сталеплавильного агрегата Советский патент 1992 года по МПК C21C5/48 

Опыт

Отношение Картина течения потоков первичного и вторичного n/li . кислорода

Использование: изобретение относится к черной металлургии, преимущественно к кислородно-конвертерному производству стали. Цель изобретения - повышение стойкости сопла. Сущность изобретения: сопло состоит из одностенного корпуса 1, конфу- зора 2, критического сечения 3 и диффузора 4, в стенке которого выполнены каналы 5 вторичного кислорода. При этом начальное сечение канала вторичного кислорода находится на расстоянии, равном 0,1 - 0,85 длины диффузора от среза сопла. Угол между осью каналов и осью сопла в вертикальной плоскости, проходящей через последнюю и центр начального сечения, составляет 15 - 60°С, а отношение суммарной площади проходных сечений каналов вторичного кислорода к площади критического сечения сопла находится в пределах 0,01 - 0,20. Устройство обеспечивает истечение из одностеноч- ного сопла двух принципиально различных по форме и назначению потоков кислорода, причем над центральной жесткой струей первичного кислорода формируется устойчивая завеса из умягченных струй вторичного кислорода. 4 з.п.ф-лы, 3 табл , 6 ил f

Давление вторичного кислорода на входе в каналы

близко к давлению в окружающей среде; из-за низких давлений струи вторичного кислорода формируются энергетически слабыми и неустойчивыми, уже вблизи среза сопла разрушаются основной струей и встречным газовым потоком; при числе Маха сопла ь ,7 наблюдается отрыв потока в сопле и обратный переток газа по каналам вторичного кислорода, что может привести к аварийному выходу из строя сопла

При высоких нерасчетностях истечения основного потока

образуются устойчивые струи вторичного кислорода, частично взаимодействующие с основной струей

Образуются устойчивые мягкие струи вторичного кислорода, практически не взаимодействующие с основной струей

То же

То же, увеличивается жесткость струй вторичного кислорода, по конструктивным особенностям сопла резко уменьшается угол f

Струи вторичного кислорода имеют высокую дальнобойность, что резко снижает эффективность дожигания СО, особенно при малых |Й ; для сопел используемых на практике размеров величина угла /3 становится меньше 15°, что приводит к взаимодействию струй вторичного и первичного кислорода и потере эффекта разделения потока кислорода на мягкий и жесткий

Таблица 2

Струи вторичного кислорода даже при высоких начальных -давлениях последнего частично или полностью взаимодействуют со струей первичного кислорода с образованием общей струи, резко снижается эффект от продувки расплава одновременно жесткой и мягкими струями

Образуются устойчивые струи вторичного кислорода, практически не взаимодействующие с овновной струей

То же То же

То же, при малых h, которые имеют место при больших углах ft , из-за малых давлений вторичного кислорода начинается частичное взаимодействие струй последнего с основной струей

Сильное взаимодействие струй первичного и вторичного кислорода, резкое снижение эффективности продувки

0,005

0,01

0,05 0,15 0,20

0,25

Диаметр каналов вторичного кислорода становится очень малым, что затрудняет изготовление каналов; невозможность выполнения в сопле нескольких каналов

Имеется возможность изготовления сопел с несколькими каналами вторичного кислорода, приемлемых с точки зрения потерь давления размеров

То же и

Большие потери давления в каналах вторичного кислорода малых размеров, из-за чего расход вторичного кислорода становится существенно меньше 0,5% от общего; положительный эффект при продувке не обнаруживается (находится в области погрешности измерений), продувка осуществляется практически только одной жесткой струей

Устойчивая продувка жесткой и умягченными струями

То же и

со

21 о

«I

00

о

Существенно усложняется конструктивное выполнение и изготовление сопла, снижается эффективность водяного охлаждения за счет экранирования тепло- напряженных поверхностей сопла от охладителя, ухудшается стойкость последнего

умягчается основной

То же, заметно

поток первичного кислорода

Струя первичного кислорода является мягкой, резко снижается эффективность продувки; наблюдается отрыв потока в выходном участке сопла, что приводит к разгару последнего и резкому снижению его стойкости

фиг2

Фиг.З

Фиг. 4

Фиг. 5

Вид А

Фиг. 6