Фурма для продувки металла

Фурма для продувки металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 587163

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 171075 (21) 2180779/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

2 (51) М. Кл.

С 21 С 5/48

ГоордоротооокыИ кояктот

Сооото якккетроо CCCP оо долов коооротокко к открнтой (43) Опубликовано 0501,78Бюллетень № 1 (5З) УДК 669. 184. 142 (088. 8) (45) Лата опублнкованна описания 100178 (72) Авторы В.К. Рочняк, Г.Г. Побегайло, С.М. Пивоварова, A.Ï.Левенец,, Изобретения В.ф.тарасенко, и,В,Довженко, В.м.савенков и л.п.карпенко (71) Заявитель

Институт черной металлургии (54) ФУРМА. ДЛЯ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам для продувки жидкого металла окислнтельным газом, и может быть использовано при производстве стали в ста- 8 леплавильных агрегатах с верхней продувкой.

Известна фурма для продувки металла, содержащая головку с соплами, коицеитрически расположенные трубы, об- lO разующие тракты для подачи окислителя, подвода и отвода охлаждающей жид кости, внутренняя поверхность наружной трубы которой снабжена турбулиэаторами потока охлаждающей жидкости l8 высотой 0,025-0,05 ширины тракта для отвода ее 111 . Однако в ней концентрические равноудаленные 1турбулизаторы в виде выступов сообщают пограничному слою охлаждающей жидкости только продольную пульсацию, что прнводит,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

2 последних и по всей их длине является весьма сложным.

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения фурмы. Это дости гается тем, что турбулиэаторы выполнены в виде винтовых канавок.

Кроме того, винтовые канавки могут быть выполнены многоэаходнымн и раз.нонаправленными, причем при пересечении оии образуют выступы в виде правильных многогранников, вертикальная диагональ верхней грани которых сос тавляет 1 5,ширины тракта отвода охлаждающей жидкости.

На фиг. 1 изображена нижняя часть фурмй, разрезе на фиг. 2 — внд по ,стрелке A на фиг. 1.

Фурма для продувки металла содержит головку 1 с газовыми соплами 2, которая соединена с концентрически расположенными трубами 3, 4 и 5. Трубы, образуют между собой тракты 6-8, предназначенные соответственно для по-. дачи окислителя, охлаждающей жидкости и отвода последней.

Головка фурмы для исключения обра зования обратных потоков в районе сопел и центральной ее части выполнена с фигурным кольцевым утолщением 9, имеющим отверстие 10. Проходные сече5871бЗ яия трактов 7 и 8 межсопловой полости

11 выполнены равными между собой, а проходное сечение отверстия 10 равно

0,3-0,5 проходного сечения одного из трактов ° 1акая 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 0,0250,05 ширины тракта 8, которые выполнены в виде винтовых канавок. Винтовые канавки выполнены многозаходными 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 кан .вок увеличивает удельную поверхность теплообмена на 40-50%, что равносильно такому же уменьшению удельного теплового потока на фурму.

Опыты показывают, что наиболее рациональный и интенсивный теплообмен достигается при выполнении верхних граней многогранных выступов по форме квадрата или 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 6, а охлаждающую жидкость по тракту 7, через отверстие 10, межсопловую полость 11 — к поверхностям теп1 лообмена торца 12 головки 1 и наруж-ной 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 жидкос тии 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, равномерно распределенными по охлаждаемой поверхности, 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 выступов, образованные сеткой канавок, так и вы" сотой (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 0,20,5 м/с. Кроме того, такое решение значительно упрощает технологию выполнения турбулизаторов.

Формула изобретения

1. Фурма для продувки металла, содержащая головку с соплами, концентрически расположенные трубы, образующие тракты для подачи окислитаяя, подво40 да и отвода охлаждающей жидкости, внутренняя поверхность наружной трубы которой снабжена турбулизаторами потока охлаждающей жидкости высотой

0,025-0,05 ширины тракта отвода, о т45 л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения фурмы, турбулизаторы выполнены в виде винтовых канавок.

2. Фурма по и. 1, о т л и ч а ю@y щ а я с я тем, что винтовые канавки выполнены многоэаходными и разнонаправ" ленными, причем при пересечении они образуют выступы в виде правильных многогранников, вертикальная диагональ верхней грани которых составляет 1г:э ширины тракта отвода охлаждающей жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 499317, кл. С 21 С 5/48, 29.07.74

1975.

587163

Составитель Ф.Савицкий

Техред М.Келемещ Корректор А.Лакида

Редактор О.Филиппова

Заказ 86/21 Тирам Ф Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., дс 4/S ю

Филиал ППП Патент, г. уиГород, ул. Проектная, 4