Фурма Советский патент 1982 года по МПК C21C5/48 

Изобретение относится к металур гии, в частности к фурмам для подачи газа, и может быть использовано при кислородно-конвертерном пере деле чугунов. Известна фурма для акустической продувки металла в кислородном кон-г вертере, содержащая головку с соплами, имеющими ультразвуковые резонаторы, расположенные снаружи фур Недостатком фурмы является низкая стойкость резонаторов, вызванная эрозионным воздействием капель металла на резонаторы и незащищенностью резонаторов от налипания ме талла, приводящего к снижению эффек тивности работы фурмы к выходу резонаторов из строя. Известна фурма для пульсирующей подачи кислорода в конвертер, содержащая сопловую головку и газовый тракт, в котором расположены дисковый пульсатор-прерыватель газового потока, приводимый во вращение элек трическим двигателем, вал которого установлен в подшипниках 2 . Недостатком данной конструкции я ляется ограниченная эффективность работы фурмы, вызванная низкой стой костью подшипников двигателя, что приводит к частым ремонтам фурмы. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является фурма для подачи газа в конвертер, содержащая трубу, образующую тракт подачи газа, головку с соплами и установленньй на стойке по ее оси перед соплами рассекатель. Благодаря установке рассекателя в газовом тракте при обтекании газовым потоком симметричного центрального тела в предсопловом объеме возникает неустойчивое отрывное течение, которое затем превращается в пульсирующий струйный поток, истекающий из сопел фурмы. Пульсации струй, истекающих из сопел, создают в окружающем фурму пространстве звуковое поле. Благодаря наличию этого звукового поля изменяется характер взаимодействия капель металла с корпусом фурмы. В результате изменения гидрогазодинамической обстановки в конверторе существенно уменьшается количество металла, прилипающего к фурме что влечет за собой увеличение ее стойкости 3. Однако частота пульсаций отрыв- . ных течений и, следовательно , статического давления в предсопловом объеме |)урмы существенно зависит от размеров центрального тела и его уда ления от дна головки . Цель изобретения - повышение стой кости фурмы за счет уменьшения налиПанин на нее металла. Поставленная цель достигается тем, что в фурме для подачи газа в конвертер, содержащей трубу, обраэукадую тракт подачи газа, головку с соплами и установленный на стойке :по ее оси перед соплами рассекатель, последний выполнен в виде тела вращения, максимальный диаметр которого равен диаметру критического сечения сопла, а высота стойки составляет 1,5-2 диаметра критического сечения сопла. Рассекатель может быть выполнен в виде пирамиды, высота которой равна 1-2 диаметрам критического сечения сопла, при этом ребра пирамиды размещены между соплами. В результате экспериментов установлено, что приведенные геометрические параметры обеспечивают создание интенсивного стабильного звуко вого поля. При отклонении от указанных параметров происходит нарушение стабильности пульсации газового порока, в предсопловом объеме фурмы и на выходе из сопел, что приводит к снижению стойкости в результате образования настылей. Во время испытаний варьировались формы центральных тел в предсопловом объеме. При продувках модели фурмы проводились измерения и записызались на ленту осциллографа пульсации давле ния в предсопловом объеме при обтекани центрального тела в срыввом режиме газом, текущим по тракту. Давление дутья варьировалось в экспериментах в диапазоне (2-г1б) «10 Па. Для модели фургф с 4-соплово головкой,, диаметр критического сече ния сопла равен 29,0 мм. Испытания показывают зависимость частоты и амплитуды колебаний давле ния в предсопловом объеме фурмы от определяющих параметров, в число ко торых входят форма, размер и расположение центрального тела и давление дутья, и позволяют выявить наиболее оптимальное положение центра льного тела в предсопловом объеме. Результаты испытаний представлен в таблице. На фиг. 1 показан график зависимости частоты колебания давления для фурмы с рассекателем в виде сферы от давления дутья; на фиг. 2 фурма с центральный телом в виде сферы, общий вид; на фиг. 3 - предсопловой объем фурмы с установленнрй в ней полусферой на фиг. 4 и 5 предсопловой объем с установленной в нем пирамидой. Фурма содержит газовый тракт, образованный трубой 1, снаружи которого закреплены концентрично трубы 2 и 3. Эти трубы используются для создания водоохлаждаемой рубашки. К торцу трубы 1 газового тракта и к наружной трубе ,3 водоохлаждаемой рубашкт приварена многосопловая головка 4. Внутри предсоплового объема по оси фурмы на расстоянии (l,5-2) сопла от дна сопловой головки на стойке 5 закреплен рассекатель, выполненный в виде сферы б, полусферы 7, конуса или пирамиды 8. Максимальный размер диаметра осесимметричного тела или диаметр описанной окружности основания пирамиды равен d кр одиночного сопла фурмы, а ее высота составляет (l,5-2). Для пирамиды необходимо, чтобы ее ребра располагались между соплами, и число ребер основания равнялось числу сопел фурмы. Фурма работает следующим образом. Сжатый газ поступает по трубе 1 газового тракта, и дозвуковой поток натекает на рассекатель. Обтекание центрального тела представляет собой нестационарный процесс, одним из существенных моментов которого являются интенсивные пульсации давления в предсопловом объеме. Эти пульсации давления накладываются на волновую структуру истекс1ющих струй газа и сказываются на акустическом поле в конвертере. Экономический эффект от использования изобретения 515 тыс. руб. Формула изобретения 1. Фурма для подачи газа в конвертер, содержащая трубу, образующую тракт подачи газа, головку с соплами и установленный на стойке по ее оси перед соплами рассекатель.

отличающаяся- тем, что, с целью повышения стойкости фур№1 за счет уменьшения налипания на нее металла,рассекатель выполнен в виде тела вращения, максимальный диаметр которого равен диаметру критического сечения сопла, а высота стойки составляет 1,5-2 диаметра критического сечения сопла,

2, Фурма по п. 1, отличают а я с я тем, что, с целью повыш ния стойкости фурмы за счет уменьшения налипания на нее металла, рассекатель выполнен в виде пирамиды.

высота которой равна 1-2 диа етрам критического сечения сопла, при этом ребра пирамиды размешены между соплами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 458585, кл. С 21 С 5/48, 1969.

2.явойский А.В. и др. Опыт применения пульсирующего кислородного дутья в конвертерном производстве. Сталь, 1977, 6, с. 497-500.

3.Авторское свидетельство СССР № 421851, кл. С 21 С 5/48, 1971.

frntj

Й/еЗ

s.if

в