Фурма для продувки жидкого металла

Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик ОП ИСАЙИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 02,07.77(51) М. Кл еС 21 С 5/48 Государстееииый комитет Совета Мииистраа СССР оо делам изроретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Уральский ордена Трудового Красного Знаменигосударственный институт по проектированию металлургических заводови Верх-Исетский металлургический завод(54) ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к оборудованию для рафинирования металла путем пр дувки.Известны фурмы для продувки жидкого металла, содержащие водоохлаждаемую рубашку, газовый тракт, в котором установлены сопла, т 4 вихревую камеру.Поток окислителя, проходящий через сопла, установленные в газовом тракте, закручивается и выходит из фурмы в виде вращающейся кольцевой струи, которая взаимодействует с расплавом, при этом достигается уменьшение выносов металла 1.Однако вращающаяся кольцевая струя окислителя не обладает достаточной энергией для обеспечения требуемого результата по массопереносу и снижению теплового напряжения реакционной зоны.Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является фурма, содержащая водоохлаждаемую рубашку и газовый тракт, в котором на опоре свободно установлен вкладыш с продувочными соплами. Вкладыш соединен с крыльчаткой,лопасти которой обеспечивают при продувке ее вращение. Опора вкладыша установа лена в гидростатическом подшипнике, выполненном в виде кольцевого паза, соединенного с полостью подачи дутья. Соплаво вкладыше расположены по спиралеобразной кривой. Такая конструкция фурмьт обес 10 печивает перемещение струй окислителяво время продувки по поверхности расплава, что значительно интенсифицирует процесс рафинирования металла 2.Однако наличие таких трудоемких в из 15 готовлении частей, как крыльчатка и гидростатический подшйпник, делает конструкцию фурмы сложной и требует увеличениявремени на восстановительные ремонты.Кроме того, конструкция фурмы не обес 20 печивает комбинированной продувки ванныв различные технологические периодыплавки.Целью изобретения является повышениеэффективности продувки и упрощение кон 25 струкции фурмы,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Указанная цель достигается тем, чтов газовом тракте предлагаемой фурмы пооси установлена труба, разделяющая газовый тракт на центральный и периферийныйканалы. В пазах трубы установлена кольцевая опора, Вкладыш охватывает кольцевую опору и запирает периферийный канал,а его продувочные сопла расположенытангенциально,Кольцевая опора фурмы может быть выполнена в виде конвергентнодивергентного(сходяше-расходяшегося) сопла,Для обеспечения закручивания центрального потока по меньшей мере одно продувочное сопло вкладыша направлено по касательной к центральному потоку, С цельюисключения биения вкладыша при вращениипродувочные сопла расположены симметржно относительно оси фурмы.На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой фурмы; на фиг. 2 - разрез А-Афиг, 1 ( в увеличенном масштабе); нафиг. 3 - вид по стрелке Б фиг. 1,Предлагаемая фурма содержит водоохлаждаемую рубашку, образованную концентрически расположенными трубами 1, 2 и3, и газовый тракт, разделенный трубой 4,установленной по оси фурмы, на централный 5 и периферийный 6 каналы. К трубе4 прикреплена кольцевая опора 7, в видеконвергентно-дивергентного сопла. Вкладыш 8 охватывает кольцевую опору 7, накоторой он свободно установлен, Продувочные сопла 9 вкладыша 8 расположены тангенциально (фиг. 3). Иэ них сопла 10 направлены по касательной к центральномупотоку. Все продувочные сопла 9 и 10вкладыша 8 расположены симметрично относительно оси фурмы, Кольцевая опора 7крепится к трубе 4 с помощью выступов11 кольцевой опоры и вертикальных 12 игоризонтальных 13 пазов трубы.Для обеспечения при необходимостибыстрой замены вкладыша 8 или кольцевой опоры 7 в последней выполнены пазы14 под ключ. Кольцевая опора 7 изготавливается из жаропрочного метариала,мало подверженного абразивному износу,например, нержавеющей стали.Фурма работает следующим образом,Газ раздельно подается в центральный5 н периферийный 6 каналы и образуетцентральный и периферийный потоки. Периферийный поток, проходя через тангенциально расположенные сопла 9 и 10вкладыша 8 (направление струй показанострелками на фиг, 1 и 3), сообщает вкладышу вращение. При этом газовые струи,истекающие иэ цродувочных сопл 9, перемещаются во время продувки по поверхности расплава, а струи, истекающие изсопл 10 р "закручивают центральный поток. Вращающийся центральный поток нструи, перемещающиеся по поверхностирасплава, придают металлу вращательноедвижение, при этом увеличивается реыционная зона, снижается ее тепловое напряжение и улучшается массоперенос в ней.Попадающие во вращающийся газовый пэток брызги металла отбрасываются центробежными силами на стенки металлургического агрегата, например конвертора, чтопредотвращает заметалливание фурмы. Вовремя продувки расплава в зависимости оттехнологической потребности регулируютсоотношение и состав дутья, подаваемогопо центральному 5 и периферийному 6 каналам. Конструкция предложенной фурмы простая, легко разборная, что позволяет производить ее ремонт в минимально короткие сроки, Вместе с тем она обеспечивает заданное рассредоточение кислородного дутья по поверхности ванны при интенсивной продувке, а также продувку жидкого металла струями различной жесткости (достигается комбинированная продувка ванны), что особенно благоприятно при переделе спе циальных чугунов - высокофос фористых и ваннадиевых. Кроме того, возможно регулирование в широких пределах не только соотношения дутья, подаваемого по центральному и периферийному каналам, но и состава дутья и вводимых в ванну порошкообраэных сред, в зависимости от технологической потребности. Таким образом, предложенная фурма проста в конструкции и обеспечивает повышение эффективности продувки, за счет увеличения реакционной зоны и улучшения массопереноса в ней, а также за счет регулирования соотношения и состава дутья. Формула изобретения 1, Фурма для продувки жидкого металла, содержащая водоохлаждаемую рубашку и газовый тракт, в котором на кольцевой опоре подвижно установлен вкладыш с продувочными соплами, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что, с целью повышения эффективности пррдувки и упрощения конструкции фурмы,.кольцевая опора установлена в пазах располо 1 кенной по оси фурмы трубы, делящей газовый тракт на центральный и периферийные каналы, причем вкладыш запирает периферийщай канал, а его про557108 1 г Ц Цг. 1 ИИПИ Заказ 1009/51 Тираж 693 Подписное Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дувочные сопла расположены тангенциально.2. Фурмапоп. 1,отличающаяс я тем, что кольцевая опора выполнена в виде хонвергентно-дивергентного сопла. 53. Фурма по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что, с целью обеспечения вращения центрального потока, по меньшей мере одно продувочное сопло вкладыша направлено по касательной к центральному ка- щ калу. 64. Фурма по пп. 1 и 3, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью исключениябиения вкладыша при вращении, продувочные сопла вкладыша расположены симметрично относительно оси фурмы,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР% 439521, С 21 С 5/48, 1972 г.2, Авторское свидетельство СССРМ 430162, С 21 С 5/48, 1971 г,