Кислородная фурма

Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДНВЛЬС 7 ВУ Д 1) 60367) 41(23) Приоритет Государственный квинтет Свввтв. йнннстрав СССР пв делам нзобретеннй н вткрытий(45) Дата опубликования описания 04.04.78, М, Пивоварова, О, Х, Охримчу и И, В, Довженко очня 71) Заявител ститут черной металлургии ОРОДНАЯ ФУРМ т интенсивность ь использования кислороду, снижня и эффективно дит аж охладителя,овышение ктивн(61) Дополнительное к а (22) Заявлено 28,03,75 (2 1Изобретение относится к металлургии исовершенствует конструкции фурм для рафинирования чугуна продувкой его кислородом сверху,Известны фурмы цля продувки сталеплавильной ванны кислородом сверху, состояВие из концентрично расположенных труб иГоловки с соплами, Охлаждение фурм осуществляется проквчиванием охлвдителя, например, воды по межтрубным зазорам с последующим отводом на слив 11)Наиболее близкой по технической сушности и достигаемому результату к предложенному изобретению является фурмв, состоящая из торцовой головки с дутьевымисоплами, жестко соединенных с ней трехконцентрически расположенных труб, средняя из которых образует в верхней своей части кольцевой зазор с крышкой фурмы 2 )Недостатком такой фурмы является отсутствие интенсивного обмена между ядромпотока охладителя и его пограничным слоем, что резко уменьшает теплопередвчу от поверхности теплообмена к жидкому охлвжидкого кислорода какПель изобретения - и эффе осевти охлаждения,Это достигается тем, что фурма снабженапрофилированной вставкой, расположенноймежду наружной и средней трубами, жесткосоединенной с последними в местах касанияи образующей вместе с ними отдельные, равные между собой каналы,Вставка может быть выполнена рассеченной по высоте фурмы на секции, причемчетные секции повернуты относительно нечетных секций на половину сечения отдельного канала, Ширина выступов и/или впадин вставки может быть равна 0,4-1 величины зазора между наружной и среднейтрубами.На фиг, 1 представлена фурмв, продольный разрез; на фиг, 2-Э даны вариантывыполнения вставок,Кслоропная фурмв состоит из центральой 1, средней 2 и нлужной Э концентриески расположенных труб, которые жесткосоединены с торцовой головкой 4, имеющей цутьевые сопла 5,Фурма снабжена профилировацной вставкой 6, жестко соединенной с наружной и среднеи трубами в местах касания и образуюшей вместе с ними отдельные равныемежду собой продольные каналы,Для более рациональной интенсификациитепло-массообмена между отдельцыми потоками в каналах и слоями кислорода в пото- Оках вставка выполнена рассеченной по высоте фурмы на секции 7, причемкаждая четная секция повернута относительно нечетных секций на половину сечения отдельногокапала,5Секции продольной профилцроваццой вставки примыкают одна к другой плотно, без зазора,Фурма работает следующим образом,Жидкий кислород по центральному тракту подают в межсопловую полость, Проходячерез пережим в нижней части центральной трубы 1, поток кислорода достигаетдополнительной поверхности торцовой головки 4, равномерно и интенсивно бхлаждает ее и, частично испаряясь, уходит в виде газо-жидкостной смеси и наружный кольцевой зазор, затем через кольцевой зазоркислород поступает к продувочным соплам 5,Проходя по зазор поток кислороцв разбивается секциямипродольной профильной вставки 6 на продольные отдельные потоки, равные между собой, Каждый потоккислорода при прохождении по каналу пери 35одически разделяется ца два полупотока,каждый из которых вместе со смежны;.л полупотоком образует новый поток, равныйпо сечению первоначальному, но смещенному относительно него нв половину шага канаОла, вследствие чего потоку сообцаются поперечное и продольное пульсационные движения,При этом вдоль стенок каналов периодически образуются граничные вихри, распростра 5няющиеся вдоль непрерывной длины каналав каждой секции вставки, Интенсивностьэтого вихря характеризуется как гидродицвмическим (а в верхней части кольцевого зазора газодинамическим) эффектом входа потока кислорода в канал, так и толщиной егостенки (ребра)Секции продольной вставки примыкаютдруг к другу так что между задней кромкой предыдущего канала и передней кромкойпоследующего нет зазора, поэтому при протекании кислорода из предыдущего канала впоследующий происходит местное внезапноесужение и расширение потока кислорода изза разной толщины стенки каналов, Г 1 одобный эффект при небольших пережвтиях кв 1 алв приводит к рациональной интенсификациитеплоотпачи в канале,Ьолее нагретые частички кислорода посечению канала находятся у его стенок(ребер), а при дальцейгцем движении кислорода Они попадают В ядро потока следующего канала, Поскольку ряцом с этими горячимц частичками во вновь сформированномядре потока присутствуют более холодные,то возникает дополнительный тепловой поток,Такич образом, если в гладком каналенаблюдается одцонаправлецньгй тепловойпоток от периферии к Ъдру то в рассеченном канале имеется разнонаправленцьйтепловой лоток - от периферии к ядру иот ядра к периферии, Это явление способ ствует интенсификации теплоотдачи в каналах,Использование предложенной кислороднойфурмы позволит повысить эффективностьохлаждения и ее стойкость,Формула изобретения1, Кислородная фурма, содержащая торцовую головку с дутьевыми соплами, жесткосоединенные с ней три концентрически расположенные трубы, средняя из которых образует верхней своей частью кольцевойзазор с крышкой фурмы, о т л и ч а ю -щ а я с я тем что, с целью повышенияэффективности охлаждения, фурма снабженапрофилированцой вставкой, расположенноймежду наружной и средней трубами жесткосоединенной с последними в местах касанияи образующей вместе с ними отдельные,равные между собой каналы,2, Фурмапоп, 1, отличаюш в я с я тем, что вставка выполненарассеченной по высоте фурмы на секции,причем четные секции повернуты относительно нечетных секций на половину сечения отдельного канала,3, Фурма по п, 1, о т л и ч а юш а я с я тем, что ширина выступови/или впадин вставки равна 0,4-1,0 величины зазора между наружной и среднейтрубачи,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Явойский В, И, и Ойке Г, Н, Металлургия стали, ММеталлургия, 1973,с, 646,2, Лвторское свидетельство % 342916,кл, С 21 С 5/48, 07,0769,"А- А 7 Составитель Ф. Савипкийдактор Н, Разумова Техред 3. Фанта Корректор Л. Кравченк шскал нлб.,Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,аказ 2008/23 Тираж 716 11 НИИПИ Государственного комитет аделам изобретений и5, Москва, Ж,ПодписноеСовета Министров ССоткрытий