Фурма для продувки расплава

(5)5 С 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬСТВУ 45/ ическии институт Союза Устинова металлургическийов, А.С. Ш кин, Б,Н. М б, ев ьство СС 48, 1981, ьств) СС /4, 25,08(54) ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ РАСПЛАВ(57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к выплавке стали в конвертере, и, может также использоваться в сталеплавильных агрегатах, работающих с продувкой ванны сверху газообразным окислителем через фурму, Цель - увеличение выхода годноо металла за счет интенсификации .,роцессов выплавки стали и шлакообразования. Фурма содержит концентрично расположенные трубы 3-5, обра. зующие тракты подачи окислителя, подвода и отвода воды, и головку 1 с размещенными в ней соплами 2, расположенными равно1675342 мерно по окружности, центр которой совпадает с осью симметрии головки 1, каждое иэ сопел 2 состоит из конфузора б с критическим сечением 7 и диффузора 8. В последнем установлена крестовина 9, смонтированная на расстоянии, не превышающем О,З длины диффузора 8 от выходного сечения, Ось симметрии крестови ы 9 Изобретение о 1 носится к черной металлургии, к процессам выплавки стали, и может быть использовано в сталеплавильных агрегатах, работающих с продувкой ванны сверху газообразным окислителем через фурму,Целью изобретения является увеличение выхода годного металла, интенсификация процессов выплавки стали и шлакообразования,На фиг, 1 показана головка фурмы, вид с торца; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1; фиг. 3 - узелна фиг. 2 (с треугольными перекладинами крестовины).Фурма для продувки расплава содержит головку 1 с соплами 2, Сопла размещены равномерно по окружности, центр которой совпадает с осью симметрии головки 1. Головка 1 фурмы связана с источником окислителя с помощью газового тракта, образованного трубой 3.Труба 3 и сопловая головка 1 помещены в водоохлаждаемую рубашку, состоящую из концентрично расположенных труб 4 и 5 Каждое сопло 2 состоит из конфуэора 6 с критическим сечением 7 и диффуэора 8. В диффузоре 8 каждого сопла 2 установлена крестовина 9, состоящая иэ двух перекладин, Крестовина 9 установлена на расстоянии, не превышающем 0,3 длины диффуэора 8 от выходного сечения, Ось симметрии крестовины 9 совпадает с осью сопла 2, Каждая перекладина, образующая крестовину 9, может иметь в поперечном сечении ромбовидную форму, Продольное сечение каждой перекладины может иметь вид равнобедренного треугольника, вершина которого расположена на оси сопла 2 и с бращена внутрь сопла 2.Фурма для продувки расплава работает следующим образом,Сжатый газ при сверхкритическом давлении по трубе 3 в виде дозвукового потока достигает сопловой головки 1 с размещенными в ней соплами 2, Проходя через конфузор б с критическим сечением 7 гаэс ряется по сверхзвуковой скорости, На 5 10 20 25 30 35 40 45 совпадает с осью сопла 2, Каждая перекладина, образующая крестовину 9, может иметь в поперечном сечении ромбовидную форму. Продольное сечение каждой перекладины может иметь вид равнобедренного треугольника, вершина которого расположена на оси сопла 2 и обращена внутрь сопла 2, 2 3 1, ф-лы, 3 ил., 1 табл. бегающая на крестовину 9 струя газа индуцирует дополнительную систему внутренних скачков уплотнения, В местах контакта перекладин крестовины 9 со стенками диффузора 8 образуются отрывные области генерирующие вихри н утолщающие погрвни 1 ный слой.Р результате на расплав металла воэ. действует газовая струя, окруженная утолщенным пограничным слоем, Сверхзвуковое ядро струи становится менее подвержено внешним акустическим воздействиям, снижаются колебания струи. упорядочивается взаимодеиствие струи газа с поверки:стью расплава.Подбг ом положения в диффуэоре передних кромок перекладин, образующих крестовину 9, изменяют спектральный состав продольных колебаний. Тем самым интенсифициру от различные стадии процессов плавки стали,Изменением угла л прн вершине греугольника, образованного продольным сечением перекладин крестовины 9, расширяют спектральный состав продольных колебаний струи газа, истекающей со среза сопла 2, Место размещения крестовины 9 в диффузоре 8 сопла 2 обусловлено следующим При выносе крестовины 9 за срез диффуэора 8 (за выходное сечение сопла 2) струя газа, истекающая со среза сопла ., разделяется на четыре потока Между потоками возникает возвратное течение, захватывающее капли расплава, вылетевшие с поверхности расплава, Происходит быстрое заметаляивание фурмы, Получившиеся четыре потока сливаются, однако эона смыкания потоков неустойчива, колеблется, что приводит к хаотическим колебаниям лунки по поверхности расплава. Вознихают дополнительные выбросы крупных сгустков металла,При значительном углублении крестовины 9 в диффуэор 8, большем, чем 0.3 длины диффузора 8, положительные эффекты, вызванные образованием дополнительной системы скачков уплотнения, становятся слабо выраженными Кроме того, наблюда1 б 75342 Формула изобретения5 1, Фурма для продувки расплава, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты подачи окислителя,подвода и отвода воды, головку с размещенным 1 в ней соплами, состоящими из конфу 10 оров с критическим сечением идиффузоров и расположенными равномеро по окружности, центр которой совпадаетосью симметрии головки, о т л и ч а ющ э - с я тем, что, с целью увеличения15 выхода годного металла, в диффуэоре каждого сопла на расстоянии, не превышаюем О,З длины диффузора от выходногосе ения, установлена крестовина, ось симметрии которой совпадает с осью сопла,2 О 2. Фурма по и. 1, отл и ч а ю ща я с ятем то каждая перекладина крестовиныимев в поперечном сечении ромбовиднуюформу,3. Фурл 1 а по пп.1 и 2, отл и ча юща 25 я с я ем, что продольное сечение каждойперекладины имеет вид равнобедренноготреугпльч ка ве шина которого расположена на оси сьвп;а и обращена внутрь сопла.ЗО О,):,:,ла яемаяРазмеру 1, - , би, мм мчуьчн Эпрю ;:ев .Ият.;",с ид;,т заднеи кромки пеклад естовины о выходвихряобщей гл, бины жеева,Глубин намет 2009 Оеремещение л 1 н ки с вы 1 бО 165 17 О 1 ВО отическое п овьвик обьечов жиовоСти из е Давление в предсопловол При вынесении крестови вИЕ бРУИ На ЧЕТЫРЕ ПОГОК фурма сипьно забрыэгивкон веоте ают равным 1,2 МПа происходит. раздел еками по оси сопла;;:Ъвме поддержныза срез сопла с эо,"врдтнымиа ется. имечан ются хаотические перемещения лунки по поверхности расплава с выбросом больших сгустков расплава иэ конвертера.Выполнение поперечного сечения перекладин, образующих крестовину 9, ромбовидным снижает потери давления при обтекании крестовины 9 потоком газа.Предлагаемую фурму сравнивают по эффективности продувки с извес;:ой урмой, Продувку проводят на холодной л.одели конвертера с прозрачными боковыми стенками. Расплав моделируют водой ш-, дкометаллическую эмульсию - езвесью га нулиоованного полиметим такрила 1 г в воде, Эпределя,от размерлунки взаиодейс.вия струи газа с поаерхностьюжидкости и глубину об.-ела жидкости, охватываемого торолв, льными вихрями, Результаты працуе эх 1 эедены в таблице.Применение фурлприводит к ч.1 пряДОЧЕПИЮ 33 аИМОдвиВИ СтруИ, ИСТЕ ваЮ щих со соеэов сог ои с поверхностью расплава. Уменывветс вброс капель с поверхности, капли дви кутся по настильной траектории, Цожигание С 0 в С 02 происходит у поверхности расплава, Глубина воздействия струй газа на г асплав возрастает, Увеличивается масс нбмев зоне реакции, что приводит к интенсиф: ации процессов выплавки стали и шлакообразования, Возрастает КПД конвертера.1675342 Составитель Н,НиколаенкоТехред М,Моргентал Корректор Э.Лончако И,Дерба ак роизводственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 каз 2976 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5