Фурма для продувки металла

ЙЫ- - сРц,Т, .;-;.; т., .в У;,3.;.-:т-.,А ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное. к авт внд-в ено 171075(21) 2180779/22. -1) М, К С 2 присоединением заявки И Гаердаретоонныр комнтот 6 оовта Инннетроо 666 Р нв колом нэоорвтоаай а открытой(45) Лата опубликования оп 53) УДК 669.184,14,К.Ро .Ф.Та Заявител нститут черной металлургии(54 УРМА. ДЛЯ ПРОДУВКИ МЕТАЛ х длине являе носится к облас стности к устро жидкого металла и может быть ис одстве стали в гатах с ве хней ение о и, вч одувки газом, произ ных аг Изобрет т ти металлурги а йствам для пр окислительным поль" эовано при в сталеплавиль ре р про" дувкой.Известна фурма для продувки металла, содержащая головку с соплами, концеитрически расположенные трубы, об разующие тракты для подачи окислителя, подвода и отвода охлаждающей жид" кости, внутренняя поверхность наружной трубы которой снабжена турбулиэаторами потока охлаждающей жидкости 1 высотой 0,025-0,05 ширины тракта для отвода ее 111 . Однако в ней концентрические равноудаленные 1 турбулизаторы в виде выступов сообщают пограничному слою охлаждающей жидкости только 20 продольную пульсацию, что приводит,к недостаточной интенсивности и равномерности охлаждения ее теплонапряженной поверхности в поперечном .направлении. Кроме того, изготовление турбулиэаторов в виде выступов небольшой высоты и на большом расстоянии друг от.друга эа одно целое с толстостенными теплонапряженными элементами фурмы да еще на внутренней поверхности последних и по всей и тся весьма сложным.Цель изобретения - повышение эффек"тивности охлаждения фурмы. Это достигается тем, что турбулиэаторы выполнены в виде винтовых канавок.Кроме того, винтовые канавки могутбыть выпопнены многоэаходнымн и развонаправленными, причем при пересечении оии образуют выступы в виде правильных многогранников, вертикальнаядиагональ верхней грани которых составляет 15,ширины тракта отвода охлаждающей жидкости.На фиг. 1 изображена нижняя частьфурмй, раэрезт на фиг, 2 - внд по,стрелке А на фиг, 1.Фурма для продувки металла содержит головку 1 с газовыми соплами 2,которая соединена с концентрическирасположенными трубами Э, 4 и 5. Трубы,образуют между собой тракты 6-8,предназначенные соответственно для по-.дачи окислителя, охлаждающей жидкостии отвода последней,Головка фурмы для исключения образования обратных потоков в районе сопел и центральной ее части выполненас фигурным кольцевым утолщением 9,имеющим отверстие 10. Проходные сече"яия трактов 7 и 8 межсопловой полости 12 выполнены равными между собой, а проходное сечение отверстия 10 равно 0,3-0,5 проходного сечения одного из трактов2 акая система подвода охлаждающей жидкости обеспечивает равномерное и интенсивное омывание всей поверхности теплообмена головки.Внутренние поверхности наружной трубы 5 и торца 12 головки снабжены турбулизаторами 13 пограничного слоя охлаждающей жидкости высотой 0,025- 0,05 ширины тракта 8, которые выполнены в виде винтовых канавок. Винтовые канавки выполнены многоэаходными и разнонаправленными, причем при пересечении они образуют выступы 14 в виде правильных многогранников, вертикальная диагональ верхней грани которых составляет 1;5 ширины тракта отвода охлаждающей жидкости,Сетка пересекающихся винтовых хан .вок увеличивает удельную поверхность теплообмена на 40-50, что равносильно такому же уменьшению удельного теплового потока на фурму.Опыты показывают, чтс наиболее рациональный и интенсивный теплообмен достигается при выполнении верхних граней многогранных выступов по форме квадрата нли ромба вследствие повышения турбулентной проводимости и коэффициента теплоотдачи. Форма поперечного сечения канавок может быть квадратной, треугольной, полукруглой или трапециевидной.Фурма работает следующим образом.Окислитель подают по центральному тракту б, а охлаждающую жидкость по тракту 7, через отверстие 10, межсопловую полость 11 - к поверхностям теп 1лообмена торца 12 головки 1 и наружной трубы 5, снабженных турбулизаторами в виде винтовых канавок. После охлаждения теплонапряженных стенок фурмы жидкость по тракту 8 отводят на слив. При омывании охлаждающей жидкостью поверхностей теплообмена, покрытых сеткой пересекающихся канавок, обра зованные ими выступы вызывают изменение скорости пограничного слоя жидкостии во взаимно перпендикулярных плоскостях, что позволяет сообщить укаэанному слою одновременно не только продольные, ио и поперечные пульсационные перемещения. При этом, эа канавками и уэламя их .пересечения, равномер-но распределенными по охлаждаемой по-. верхности, периодически образуются граничные вихри, распространяющиеся вдоль и поперек потока охлаждающей жидкости в его пограничном слое. Между образующимися зонами завихрения и ядром потока происходит беспорядочный турбулентный обмен жидкими массами. ,Интенсивность образующихся граничных вихрей характеризуется как гидродинамическим эффектом - входом потока охлаждающей жидкости в ячейки выстугов, образованные сеткой канавок, так и высотой (глубиной) последних. Это обес-. печивает высокую степень искусственной турбулизации и размыва пограничного слоя, что повышает интенсивность охлаждения фурмы, образуется разнонаправленный тепловой поток от периферии к ядру и от ядра к периферии. Это явление способствует интенсификации теплопередачи.Предлагаемая фурма благодаря турбулиэации пограничного слоя потока охлаждающей жидкости в продольном и поперечном направлениях и разрушению ламинарного подслая повышает интенсивность и равномерность охлаждения теплонапряженных стенок и уменьшает напряжение в сварних швах, что повышает ее стойкость. При этом коэффициент теплопередачи достигает высоких значений уже при скорости потока 0,2- 0,5 м/с, Кроме того, такое решение значительно упрощает технологию выполнения турбулизаторов.Формула изобретения1. Фурма для продувки металла, со"держащая головку с соплами, концентрически расположенные трубы, образующиетракты для подачи окислитвяя, подво 40 да и отвода охлаждающей жидкости,внутренняя поверхность наружной трубыкоторой снабжена турбулизаторами потока охлаждающей жидкости высотой0,025-0,05 ширины тракта отвода, о тЩ л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения эффективности охлажденияфурмы, турбулизаторы выполнены в видевинтовых канавок.2. Фурма по и. 1, о т л и ч а юяф щ а я с я тем, что винтовые канавкивыполнены многоэаходными и разнонаправ"ленными, причем при пересечении ониобразуют выступы в виде правильныхмногогранников, вертикальная диагональщ верхней грани которых составляет 1ширины тракта отвода охлаждающей жидкости,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1 . Авторское свидетельство СССРР 499317, кл. С 21 С 5/48, 29.07.741975.587163 Составитель Ф.СавицкийТехредМ,Келемещ Корректо Редактор О.фил в акаэ 86/2 иал ППП фПатентф, г, УаГород, ул. Проектная, 4 И Государственн по делам 113035, МосквТираа Жго комитета Советаизобретений и откЖ, Раушская нюе юШ Подписноенистров СССРийдс 4/5