Фурма для продувки расплава

Фурма для продувки расплава

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: черная металлургия, в частности, устройства для продувки стали инертными газами или порошкообразными материалами в струе газа носителя. Сущность: металлическая труба фурмы снабжена отражателем, выполненным в виде сегмента и расположенным перед наконечником на расстоянии, равном длине дуги сегмента, причем площадь сечения отражателя равна 50-70% площади поперечного сечения тракта подачи газа, а толщина отражателя равна толщине стенки металлической трубы, при этом щель наконечника имеет V-образную форму и образует в месте пересечения щелей уширение, площадь которого/составляет 5-30% площади сечения всей щели, при этом угол между осями щелей равен 50-90°. Конструкция фурмы позволяет сократить время обработки расплава. 3 ил. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 5/48

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГOCllATEHT СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

° и (21) 4926198/02 (22) 08.04.91 (46) 23.03.93. Бюл. М 11 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И,П,Бардина (72) Г.В.Филиппов, Д,Ю.Левин, И,Н.Симонов, Г.Ç.Глазатулин, А.В.Побегайло, А,А.Ларионов, В, С, Ворошилин, А.П, Могильный, В,М.Самохвалов и С,И,Рождова (56) Авторское свидетельство СССР

N 1539213, кл. С 21 С 5/48, 1990, (54) ФУРМА ДЛЯ ПРОДУВКИ РАСПЛАВА (57) Использование; черная металлургия, в частности, устройства для продувки стали инертными газами или порошкообразными

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для продувки стали инертными газами, и может быть использовано в цветной металлургии и химической промышленности при продувке рэсплавов и растворов.

Целью заявляемого изобретения является сокращение времени обработки расплава.

На фиг, 1 дэн продольный разрез по оси фурмы; на фиг, 2 — разрез по А — А на фиг, 1; на фиг. 3 — разрез по Б — Б на фиг. 1.

Фурма для продувки расплава содержит футерованную огнеупорными материалами 1 металлическую трубу 2, образующую тракт подачи газа 7, отражатель 6, выполненный в виде сегмента, расположенный в металлической трубе 2 перед наконечником

3, Наконечник 3 с выходным каналом в виде

БЫ„„1803431 А1 материалами в струе газа носителя. Сущность: металлическая труба фурмы снабжена отражателем, выполненным в виде сегмента и расположенным перед наконечником на расстоянии, равном длине дуги сегмента, причем площадь сечения отражателя равна 50 — 70% площади поперечного сечения тракта подачи газа, а толщина отражателя равна толщине стенки металлической трубы, при этом щель наконечника имеет V-образную форму и образует в месте пересечения щелей уширение, площадь которого,составляет 5 — 30% площади сечения всей щели, при этом угол между осями щелей равен 50 — 900, Конструкция фурмы позволяет сократить время обработки расплава. 3 ил, 5 табл.

V-образной щели 4, уширение 5 в месте пеГаэопорошковая смесь поступает из порошкового питателя по трубопроводу к стволу фурмы и движется по металлической трубе 2. За время движения газопорошковой смеси от порошкового питателя до отражателя 6 происходит автосепарация частиц порошка в объеме газа (т.е. различная скорость движения более крупных частиц поресечения щелей V-образной щели 4. Рас1 стояние между сегментом 6 и наконечником,()()

3 составляет величину, равную длине криволинейной части сегмента 6. Площадь, зани- ( маемая отражателем 6, составляет 50-70% д площади поперечного сечения тракта подачи газа 7, толщина сегмента,6 равна толЬ щине стенки металлической трубы 2.

Фурма дла продувки расплава раоотает следующим образом.

1803431

20

50 рошка и менее крупных в объеме движущегося газа). Для устранения такого явления предназначен отражатель 6, который обеспечивает при прохождении газопорошковой смеси вокруг отражателя 6 равномерный фракционный состав газопорошковой смеси по сечению газового тракта

7 трубы 2 от отражателя 6 до наконечника 3, а также по сечению V-образной щели 4 и уширению 5 наконечника 3. Газопорошковая смесь, проходя по V-образной щели 4 и уширению 5,разгоняется до сверхзвуковой скорости, чем обеспечивает жесткую глубоко проникающую в жидкий расплав струю.

При этом основная масса газопорошковой смеси проходит по уширению 5, остальная же часть по щелевым каналам V-образной щели 4. Щелевые каналы V-образной щели

4 предназначены для создания в (жидком) обрабатываемом металле мел опузырьковой газопорошковометаллической фазы, обеспечивающей интенсивное растворение порошка в жидком металле, а уширение 5увеличение дальнобойкости струи, Для экспериментальной проверки заявляемой фурмы проведены исследования (на модели) зависимости расхода порошкообразного материала и времени его ввода в расплав от расположения отражателя, площади, занимаемой отражателем„и конструкции Н-образной щели, Моделирование проводилось на холодной модели, в качестве моделирующей жидкости использовали воду, в качестве газа— воздух, в качестве порошкообразного материала — тальк, Подобие истечения струй в образце и модели достигали путем соблюдения равенства скоростей истечения газа из сопла фурмы (Ма = idem) и геометрического подобия ковша и формы струи вдуваемого газа, Сопоставление эффективности продувки фурмами различной конструкции осуществлялось при одинаковых расходах газа.

Основными параметрами оценки работоспособности фурмы приняли максимальное количество порошка, прошедшее через фурму в единицу времени (кг/мин) и максимальное время, необходимое для введения одного и того же количества порошкообразного материала.

Результаты модельных исследований приведены в таблицах 1, 2 3, 4, 5, Примечание, в таблицах пунктиром обозначены параметры, соответствующие формуле изобретения, Согласно данным таблице 4 угол между осями Н-образной щели от 50 до 90 выбран из следующих соображений, При уменьшении его менее 50 происходит слияние двух щелевых струй в одну и режим истечения газового потока из струйного превращается в пузырьковый. Угол более 90 между осями

V-образной щели невозможно выполнить исходя из конструкции предлагаемой фурмы, Толщина стенки отражателя 6 выбрана равной толщине стенки металлической трубы 2 в связи с тем, что их соединение производится при помощи электродуговой сварки.

С целью оценки влияния конструкции фурмы на время ввода в расплав порошкообразного материала, проведен опыт— сравнение прототипа с предлагаемой фурмой, имеющей различные изменяющиеся параметры (см. табл, 5), Из которой следует, что предлагаемая фурма за меньшее время позволяет ввести в расплав одно и то же количество порошка, т.е, работает более производительно, Применение заявляемой фурмы для продувки расплава позволит осуществить; сокращение времени обработки расплава; продувку расплава без забивания щелевого канала наконечника.

Формула изобретения

Фурма для продувки расплава, содержащая футерованную огнеупорными материалами металлическую трубу, образующую тракт подачи газа, наконечник с выходным каналом в виде щели, отличающаяся тем, что, с целью сокращения времени обработки расплава, металлическая труба снабжена отражателем, выполненным в виде . сегмента и расположенным перед наконечником на расстоянии, равном длине дуги сегмента, причем площадь сечения отражателя равна 50-70 площади поперечного сечения тракта подачи газа. а толщина отражателя равна толщине стенки металлической трубы, при этом щель наконечника имеет V-образную форму и образует в месте пересечения щелей уширение, площадь которого составляет 5 — 30 площади сечения всей щели, при этом угол между осями щелей равен 50 — 90, 1803431

Таблица 1

Расход порошкообразного материала в зависимости от расстояния между наконечником и отражателем

Примечание; при проведении опытов приняли, что все изменяющиеся параметры,как площадь сечения отражателя, площадь уширения и угол между осями щелей, есть величины.постоянные, Таблица 2

Расход порошкообразного материала в зависимости от площади, занимаемой отражателем в тракте подачи газа

П р и м е ч а н и е: при проведении опытов расстояние между наконечником и отра телем равно криволинейной части отражателя,а все остальные изменяющиеся параметры, как площадь уширения и угол между осями щелей, есть величины постоянные.

Таблица 3

Расход порошкообразного материала в зависимости от площади уширения V-образной щели

П р и м е ч а н и е: при проведении опытов, расстояние между наконечником и отражатетелем равно криволинейной части отражателя, площадь отражателя составляет 60 / площади тракта подачи газа,а все остальные изменяющиеся параметры, как угол между осями щелей. есть величина постоянная.

1803431

Таблица 4

Изменение режима струи при модельном испытании фурмы с различным углом между осями V-образной щели м е ч а н и е; при проведении опытов расстояние между наконечником и отражателем равно криволинейной части отражателя, площадь отражателя составляет 60% площади тракта подачи газа, угол между осями щелей равен 60О.

Таблица5

Изменяоциеся и постоянные параметры пред=. лагаемой фурмы

Тип фурмы

Время ввода

-5 кг по рошка рнер пп площадь, занимаерасстояние межугол между осями

U-образной щели, град ду наконечникомм мая отражателем м и отражателем в тракте подачи газа, с с, о

1 ПрОтотип

2 Предлагаемая Фурма

15

1,0

1,0

1,0

10

1,О

1,0

1,0

8 «I I

1,0

3 То же

5 н б

7 «н« площадь сечения ущирения от всей площади U-образной щели, 50

5

4,30

5,10

4,12

4,23

4,48

5,05

1803431

Составитель Н.Легейда

Редактор А.Полионова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М,Петрова

Заказ 1033 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101