Фурма Советский патент 1976 года по МПК C21C5/48 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к устройствам для продувки жидкого металла окислительным газом.

Известна фурма, состоящая из концентрически расположенных труб, образующих тракты для подвода и отвода воды и подачи окислителя, накопечника с соплами, и с расположенной внутри него промежуточной вставкой с центральным отверстием.

Недостатком известного устройства является его низкая стойкость, обусловленная наличием Паровой рубашки, не допускающей контакта охлаждающей воды с разогретой поверхностью.

Для повышения стойкости фурмы центральное отверстие промежуточной вставки выполнено переходящим в раструб, соосно которому на стерл- не, закрепленном одним концом к основанию наконечника установлен ротор, в теле которого выполнены направленные в одну сторону наклонные пазы, причем раструб и торец наконечника образуют с ротором Плавно уменьшающиеся кольцевые зазоры.

На чертеже показана предлагаемая фурма, продольный разрез.

Фурма состоит из концентрически расположенных труб, образующих тракты 1, 2 для подвода и отвода воды и тракт 3 для подачи

окислителя, накопечника 4 с соплами 5 и с расположенной внутри промежуточной вставкой 6 с центральным отверстием а, переходящим в раструб 7. В основании наконечника ротор 8 жестко закреплен на конце стержня 9 соосно с раструбом таким образом, что между внутренней поверхностью 10 раструба и наружной поверхностью И ротора, а такл.е между внутренней поверхностью 12 ротора и

торцом наконечника 13 образуются уменьшающиеся кольцевые зазоры б и в, оси которых после плавного сопряжения образуют общую ось. Ротор 9 установлен на стержне с возмол :ностью свободного вращения и снабжен

наклонными пазами г, направленными в одну сторону. Количество пазов от двух до восьми, угол наклона к продольной оси 1-5. Общая площадь наклонных пазов ротора составляет 0,09-0,5 площади лроходного сечения тракта

для подвода воды.

Площадь проходного сечения кольцевого зазора между раструбом и ротором составляет на 1входе 0,3-0,8 и на выходе 0,1-0,3 ллощади проходного сечения тракта для подвода

воды, а площадь проходного сечения -кольцевого зазора между ротором и внутренней поверхностью торца наконечника составляет на входе 0,2-0,5 и на выходе 0,05-0,15 площади проходного сечения тракта для подвода

воды.

Устройство работает следующим образом.

По:сле опускания фурмы в рабочее положение окислительный газ -подают по центральному тракту 3, а охлаждающую воду под давлением 8-50 атм. по тракту 1. Отвод воды осуществляют по тр акту 2.

Из тракта 1 охлаждающая вода через центральное отверстие промежуточной вставки 6 поступает в профильный плавно уменьщающийся к выходу (Кольцевой зазор б. Часть охлаждающей воды поступает через наклонные пазы г ротора 9 во второй профильный плавно уменьшающийся к выходу кольцевой зазор в. Поскольку лазы г имеют -наклон в одну сторону, а ротор 9 установлен на стержне с возможностью свободного вращения, последний под дей.ствием реактивной силы воды начинает вращаться, чем достигается равномерное распределение охлаждающей воды, разрущение паровой пленки и интенсивное охлаждение торца наконечника. При прохождении через кольцевой зазор бив скорость потока воды плавно увеличивается до значительных величин и достигает 10-60 м/сек, а давление обратно пропорционально снижается и становится ниже упругости насыщенного водяного пара. При этом в потоке воды образуются мельчайшие пузырьки водяного пара, которые вызывают «кипение холодной охлаждающей воды и интенсивное охлаждение нагретой поверхности.

Таким образом, благодаря высокой степени искусственной турбулизации достигается интенсивное .перемешивание охлаждающей воды в .полости наконечника, улучшается теплообмен между е слоями, размыв пограничного слоя, что резко увеличивает теплопередачу от поверхности нагрева к охлаждающей жидкости. Увеличение коэффициента теплоотдачи приводит к снижению температуры поверхности наконечника фурмы, предотвра.щению прогара межсопельного участка, повыщению его стойкости и надежности работы.

Формула изобретения

1.Фурма, состоящая из концентрически расположенных труб, образующих тракты для подвода и отвода воды и подачи окислителя, наконечника с соплами и с расположенной внутри него промежуточной вставкой -с центральным отверстием, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости фурмы, центральное отверстие промежуточной вставки выполнено переходящим в раструб, соосно которому на стержне, закрепленном одним концом к основанию наконечника установлен ротор, в теле которого выполнены направленные в одну сторону наклонные пазы, причем раструб и торец наконечника образуют с ротором плавно уменьшающиеся кольцевые зазоры.

2.Фурма по п. 1, о т л и ч а ю.щ а яс я тем, что общая .площадь наклонных пазов ротора составляет 0,,5 площади проходного сечения тракта для подвода воды.

3.Фурма по п. 1, отличающаяся тем, что площадь проходного сечения кольцевого зазора между раструбом и ротором составляет на входе 0,3-0,8 и на выходе 0,1-0,3 площади проходного сечения тра.кта для подвода воды, а площадь проходного сечания кольцевого зазора между ротором и внутренней поверхностью торца наконечника составляет на входе 0,2-0,5 и на выходе 0,05-0,15 площади проходного сечения того же тракта.