Фурма для продувки расплавов

ССЮЗ СОВЕТСКИХсаюмарпнеснеРЕСПУБЛИН 09 (И) 4(51) С 21 С 5/48 ПИС И АВТОРСН льсГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Уральский научно-исследовате скнй .институт черных металлов, Ио ковский институт стали и сплавов, Ленинградский механический институт н Нижне-Тагильский металлургический комбинат нм. В.И.Ленина(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 458585, кл, С 21 С 5/48, 969,2. Авторское свидетельство СССР В 786347, кл. С 21 С 5/48, 1979.(54)(57) 1. ФУРИА ДЛЯ ПРОДУВКИ РАСПЛАВОВ пульсирующим газовым потоком, содержащая сопловую головку с соплами переменного сечения, диафрагму с отверстиями, соосными соплам, и тракты для подачи газа и охладителя, о т л н ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повыпення эффективности использования пульсирующего дутья, ускорения процессов шлакообразования и рафинирования металла по ходу продувки, сопла на входе газового потока состоят нз цилиндрического участка высотой 0,2-1,2 д н диаметром 1,5- 2,53 и на выходе конического участка высотой 0,8-1,53 с углом конус- ности 1-14 , а диафрагма толщиной 0,2-1,03 и отверстиями диаметром 1,2-1,8 драсположена внутри кисло- Я родного тракта на расстоянии О,1- 5,03 от сопловой головки, где др - критический диаметр сопла,2. Фурма по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что осн сопел проходят под углом 0,1-,10 к оси фурмы.о1 1135Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам дляпродувки металлического расплавапульсирующим газовым потоком, иможет быть использовано при кислородно-конвертерном переделе чугунов,в частности иизкомарганцовистыхи ванадийсодержащих, н рафинированиижидкого металла как в металлургических агрегатах, так и при внепечной Ообработке.Известны фурмы для акустическойпродувки металла в кислородном конвертере, в том числе фурма, содержащая головку с соплами, оснащеннымиультразвуковыми резонаторами, расположенными снаружи фурмы Я .Недостатком этой конструкцииявляется низкая стойкость резонаторов, обусловленная эрозией иэ незащищенной поверхности от капельналипаемого металла, что приводитк преждевременному выходу их изстроя и снижению эффективности рабо-ты фурмы,Наиболее близкой по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является фурма дляпродувки расплава пульсирующимгазовым потоком, содержащая сопловую З 0головку с соплами переменного сечения, диафрагмы с отверстиями, соосными соплам, и тракты для подачигаза и охладителя, При прохождениигазового потока через сопла в зазоре между конфузором и диффузором возникает пульсирующий скачок уплотнения, характеризующийся нестабильностью давления и объема газа, чтообеспечивает пульсацию газовой 40струи при ее истечении из сопел.Изменение зазора между конфузором идиффузором приводит к изменению частоты пульсации газового потока,которая отличается от частоты дискретного тона струи 1 т.е. собственныхавтоколебаний)и определяет степеньэффективности процесса для заданныхусловий продувки 12 .Однако опытно-промышленные испытания известных фурм выявили существенный их недостаток - слабый дутьевойимпульс при интенсивности продувким3 в - в - , что свидетельствует омин.т ф 55недостаточной величине амплитудыколебаний газа в предсопломовомобъеме фурмы. 767 2Целью изобретения является повьппе.ние эффективности использования пульсирующего дутья, ускорение процессовшлакообразования н рафинированияметалла по ходу продувки,Поставленная цель достигаетсятем, что в фурме для продувки расплавов пульсирующим газовым потоком,содержащей сопловую головку с соплами переменного сечения, диафрагмус отверстиями, соосными соплам, итракты для подачи газа и охладителя,сопла на входе газового потока состоят из цилиндрического участка высотой 0,2-1,23 Р и диаметром 1,52,5 д и на выходе конического участка высотой 0,8-1,53 с углом конусности 1-14, а диафрагма толщиной0,2-1,03 Р и отверстиями .диаметром1,2-1,83 расположена внутри кислородного тракта на расстоянии 0,15,0от сопловой головки, где3 - критический диаметр сопла,Причем оси сопел проходят под углом 0,1-10 к оси фурмы.На чертеже изображена головка фурмы предлагаемой конструкции.Фурма содержит сопловую головку 1 с соплами 2 переменного сечения. Входная часть сопла высотой П =0,2-1,2 Я и диаметром 31 =(1,5- 2,5)3 Р имеет цилиндрическую, а выходная - высотой Ь =(0,8-1,5)с 1 кр и диаметром в основании и - кониР ческую форму с углом конусности=1-14 . Оси сопел образуют с вертикальной осью фурмы угол=0,1-10 . Головкасоединена с газо- подводящей трубой 3, заключенной внутри концентрнчно расположенных труб 4 и 5, образующих водоохлаждаемую рубашку. К внутренней поверхности трубы 3 на расстоянии ) =(0,1- 5,0)ьРприварена диафрагма 6 толщиной Ь 4, =(0,2-1,0)дР с отверстиями 7 диаметром Дл =(1,2-1,8)бакр.Верхние пределы диаметров с и бвыбраны с целью обеспечения ярко выраженных пульсаций газового потока, а нижние обусловлены пропускной способностью фурмы, Сумма размеровне должна превышать 2,5 3 Р во избежение снижения эффективности охлаждения головки фурмы. Расстояние между осями сопел зависит от днметра газоподводящей трубы 3. Чем оно больше, тем больше амплитуда пульсации газового потока, регулиНИИПИ, 3 акираж 552: . По з 0247/ 3 1135 ровку которой можно осуществить путем изменения соотношения Д /Д .фурма работает следующим образом.Газовый поток под давлением подается по трубе 3. Турбулизированные потоки его проходят через отверстие в диафрагме б, а затем происходит адиабатическое расширение газа в объеме между диафрагмой и головкой, предСтавляющее собой вместе с цилинд О рическим участком сопла резонирующую полость, размеры которой определяют частоту и, отчасти, давление газовых импульсов в истекающем иэ сопел потоке. 15Изменение в укаэанных пределах высоты резонирующей, полости 1 между диафрагмой и головкой фурмы, толщины самой диафрагмы 14, а также соотношений между размерами сопел позволяет регулировать частоту пульсации в оптимальных для конкретных условий пределах 450-850 Гц) . Изменяя в самой головке соотношения 3, / д и 111/на каждом из отдельных сопел можно обеспечить продувку расплава пульсирующим газовым потоком, что ускорит наведение шлака и интенсифицирует массообмен в подкратерной зоне металлической ванны. 7 б 7 4Использование изобретения обеспечит существенное на 35-503)повышение стойкости фурмы (при простоте изготовления и замены отработанной головки в процессе эксплуатации)за.счет уменьшения налипания металла на боковую и торцевую поверхности соплового блока. Продувка конвертерной ванныпульсирующим потоком кислорода значительно облегчает шлакообраэование за счет ускорения процесса ассимиляции извести, что.имеет важное значение при кислородно-конвертерном переделе ванадийсодержащих и особенно низкомарганцовнатых чугунов. Выход годной стали возрастает при использовании пульсирующей кислородной продувки на 0,3-0,7 Х по сравнению с продувкой непрерывным потоком. Увеличение амплитуды дутьевого импульса, обеспечиваемое предлагаемой фурмой,позволяет повысить степень извлечения ванадия в ванадиевый шлак эа счет снижения остаточного содержания ванадия в металле.Суммарный зкономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения при кислородном конвертировании ванадиевых и низкомарганцовистых чугунов составит 3,996 млн.руб. Филиал, ШШ. "ПатентффУжгород, ул. Проект