Фурма

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 969748(22) Заявлено 22,06.81 (21) 3305897/22-02 И) М. Кл.з с присоединением заявки Мо С 21 С 5/48 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 30.10.82. Бюллетень Мо 40 Дата опубликования описания 30 . 10, 82(3)УДК 669.184,146(088.8) С,И.жигач, О,Н.Засухин, А.М.Сизов, Б.Н.:Собколов,В.Н.Усков, Н.Е.Хисамутдинов, А.В.Яв 4 йский,В.И.Явойский, С.П.Киселев, М.А.Трерьякови Б.Д. ЧервяковЛенинградский ордена Красного Знамени механическийинститут и Московский ордена Октябрьск люциии ордена Трудового Красного Знамени институт с 2 отк-. .и сплавов(54) ФУРМА Изобретение относится к металургии, в частности к фурмам для подачи газа, и может быть использовано при кислородно-конвертерном переделе чугунов.Известна фурма для акустической продувки металла в кислородном кон-. вертере, содержащая головку с соплами, имеющими ультразвуковые резонаторы, расположенные снаружи фурмы С 1)Недостатком фурмы является низкая стойкость резонаторов, вызванная эрозионным воздействием капель металла на резонаторы и незащищенностью резонаторов от налипания ме талла, приводящего к снижению эффективности работы фурмы к выходу резонаторов из строя.20Известна фурма для пульсирующей подачи кислорода в конвертер, содержащая сопловую головку и газовый тракт, в котором расположены дисковый пульсатор-прерыватель газового потока, приводимый во вращение элек трическим двигателем, вал которого установлен в подшипниках 2 1.Недостатком данной конструкции яв ляется ограниченная эффективность работы фурмы, вызванная низкой стой костью подшипников двигателя, что приводит к частым ремонтам фурмы.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является фурма для по" дачи газа в конвертер, содержащая трубу, образующую тракт подачи газа, головку с соплами и установленный на стойке по ее оси перед соплами рассекатель. Благодаря установке рассекателя в газовом тракте при обтекании газовым потоком симметричного центрального тела в предсопловом объеме возникает неустойчивое отрывное течение, которое затем превращается в пульсирующий струйный поток, истекающий иэ сопел фурмы. Пульсации струй, истекающих из сопел, создают в окружающем фурму пространстве звуковое поле. Благодаря наличию этого звукового поля изменяется характер взаимодействия капель металла с корпусом фурмы. В результате изменения гидрогазодинамической обстановки в конверторе существенно уменьшается количество металла, прилипающего к фурме что влечет за собой увеличение ее стойкости 3.Однако частота пульсаций отрывных течений и, следовательно, стаСфера30 10 Диск3010 4,7 1000 4,1 850 Пирамидаи =45 10 4,3 900 Формула изобретения тического давления н предсопловомобъеме хурмы существенно зависит отразмеров центрального тела и его удаления от дна головки Фурмы,Цель изобретения - повышение стойкости фурмы эа счет уменьшения налипания на нее металла,Поставленная цель достигаетсятем, что в фурме для подачи газа вконвертер, содержащей трубу, образующую тракт подачи газа, голонку с 10соплами и установленный на стойкепо ее оси перед соплами рассекатель,последний выполнен в виде тела нращения, максимальный диаметр которогоравен диаметру критического сечения 15сопла, а высота стойки составляет1,5-2 дйаметра критического сечениясоплаРассекатель может быть выполненв виде пирамиды, высота которой 20равна 1-2 диаметрам критическогосечения сопла, при этом ребра пирамиды размещены между соплами.В результате экспериментов установлено, что приведенные геометрические параметры обеспечивают создание интенсивного стабильного звукового поля. При отклонении от указанных параметров происходит нарушениестабильности пульсации газового поока, в предсоплоном объеме фурмы иа выходе из сопел, что приводит кснижению стойкости фурмы в результате образования настылей,Во время испытаний варьировалисьформы центральных тел в предсоплономобъеме. При продувках модели фурмыпроводились измерения и записывалисьна ленту осциллографа пульсации давления в предсопловом объеме при обтеканиицентрального тела в срывном режиме 4 Огазом, текущим по тракту.Давление дутья варьировалось нэкспериментах н диапазоне (2-:16 )10 Па, Для модели фурмы с 4-сопловойголовкой диаметр критического сечения сопла равен 29,0 мм.Испытания показывают зависимостьчастоты и амплитуды колебаний давления н предсопловом объеме фурмы отопределяющих параметров, в число ко 5 Оторых входят форма, размер и расположение центрального тела. и давление дутья, и позволяют выявить наиболее оптимальное положение центрального тела в предсопловом объеме.Результаты испытаний представленыв таблице. На Фиг. 1 показан график зависимости частоты колебания давления для фурмы с рассекателем в виде 60 сферы от давления дутья; на фиг. 2 фурма с центральный телом в виде сферы, общий вид; на фиг. 3 - предсопловой объем фурмы с установленной в ней полусферой; на Фиг. 4 и 5 - 65 предсопловой объем с установленной в нем пирамидой,Фурма содержит газоный тракт, образованный трубой 1, снаружи которого закреплены концентрично трубы 2 и 3. Эти трубы используются для создания водоохлаждаемой рубашки. К торцу трубы 1 газового тракта и к наружной трубе,3 водоохлаждаемой рубашкт приварена многосопловая головка 4. Внутри предсоплового объема по оси Фурмы на расстоянии (1,5-2)дяр сопла от дна сопловой головки на стойке 5 закреплен рассекатель, выполненный в виде сферы б, полусферы 7, конуса или пирамиды 8. Максимальный размер диаметра осесимметричного тела или диаметр описанной окружности основания пирамиды равен д р одиночного сопла фурмы, а ее высота составляет (1)5-2 )др. Для пирамиды необходимо, чтобы ее ребра располагались между соплами, и число ребер основания равнялось числу сопел фурмы.Фурма работает следующим образом.Сжатый газ поступает по трубе 1 газового тракта, и дозвуковой поток натекает на рассекатель, Обтекание центрального тела представляет собой нестационарный процесс, одним иэ существенных моментов которого являются интенсивные пульсации давления в предсопловом объеме. Эти пульсации давления накладываются на волновую структуру истекающих струй газа и сказываются на акустическом поле в конвертере.Экономический эффект от использования изобретения 515 тыс. руб. 1. Фурма для подачи газа в конвертер, содержащая трубу, образующую тракт подачи газа, головку с соплами и устанонленный на стойке по ее оси перед соплами рассекатель,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости фурмы за счет уменьшения налипания на нее металла,рассекатель выполнен в виде тела вращения, максимальный диаметр которого равен диаметру критического сечения сопла, а высота стойки составляет 1,5-2 диаметра критического сечения сопла.2. Фурма по п. 1, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что, с целью повыше 40 ния стойкости фурмы за счет уменьшения налипания на нее металла, рассекатель выполнен в виде пирамиды,высота которой равна 1-2 диаметрам критического сечения сопла, при этом ребра пирамиды размещены между соплами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРэ 458585, кл. С 21 С 5/48, 1969,2, Явойский А,В. и др. Опыт применения пульсирующего кислородногодутья в конвертерном производстве.пСталь", 1977, Э 6, с. 497-500.3. Авторское свидетельство СССРР 421851, кл. С 21 С 5/48, 1971.,Ватрушкина оррек 9 Тираж 587ВНИИПИ Государственного хамитпо делам иэобретений и отк 3035, Москва, Ж, Раушская н акаэ 8317/2 писное ета СССРрытийаб д,4 ПП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,