Фурма

Фурма

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>969748 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22. 06. 81 {21) 3305897/22-02 (И)М Кл з с присоединением заявки ¹

С 21 С 5/48

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.82. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30 . 10 . 82 (53}УДК 669.184 ° .146(088.8) С.И.Жигач, О.Н.Засухин, A.M.Ñèçîâ, Б.Н.Собколов, В.Н.Усков, Н.Е.Хисамутдинов, A.Â.ßâ éñêèé, В.И.Явойский, С.П.Киселев, М.A.Трехьяков и Б.Д. Червяков

Ленинградский ордена Красного Знамени механический институт и Московский ордена Октябрьск люции : / и ордена Трудового Красного Знамени институт с 2атк.-. „ и сплавов (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54 ) ФУРМА

Изобретение относится к металур.-гии, 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 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.

Известна фурма для пульсирующей подачи кислорода в конвертер, содержащая сопловую головку и газовый тракт, в котором расположены дисковый пульсатор-прерыватель газового потока, приводимый во вращение электрическим двигателем, вал которого установлен в подшипниках (2 ).

Недостатком данной конструкции яв. ляется ограниченная эффективность работы фурмы, вызванная низкой стой- З0 костью подшипников двигателя, что приводит к частым ремонтам фурмы.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является фурма для подачи 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 лоле. 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, ста969748

Форма центрального тела

f, Гц

Па 10

Сфера

30 10

Диск

30 10

4,7

1000

4,1

850

Пирамида

h = 45 10

4 3

900

Формула изобретения тического давления в предсопловом объеме хурмы существенно зависит от размеров центрального тела и его удаления от дна головки фурмы.

Цель изобретения - повышение стойкости фурмы эа счет уменьшения налипания на нее металла, Поставленная цель достигается тем, что в фурме для подачи газа в конвертер, содержащей трубу, образующую тракт подачи газа, головку с 10

1 соплами и установленный на стойке по ее оси перед соплами рассекатель, последний выполнен в виде тела вращения, максимальный диаметр которого равен диаметру критического сечения 15 сопла, а высота стойки составляет

1,5-2 дйаметра критического сечения сопла °

Рассекатель может быть выполнен в виде пирамиды, высота которой 20 равна 1-2 диаметрам критического сечения сопла, при этом ребра пирамиды размещены между соплами.

В результате экспериментов установлено, что приведенные геометри- 25 ческие параметры обеспечивают создание интенсивного стабильного звукового поля. При отклонении от указанных параметров происходит нарушение стабильности пульсации газового поока, в предсопловом объеме фурмы и а выходе из сопел, что приводит к снижению стойкости фурмы в результате образования настылей.

Во время испытаний варьировались формы центральных тел в предсопловом объеме. При продувках модели фурмы проводились измерения и записывались на ленту осциллографа пульсации давления в предсопловом объеме при обтекании центрального тела в срывном режиме газом, текущим по тракту.

Давление дутья варьировалось в экспериментах в диапазоне (2+16 )x

«10 Па, Для модели фурмы с 4-сопловой головкой,, диаметр критического сече- 45 ния сопла равен 29,0 мм.

Испытания показывают зависимость частоты и амплитуды колебаний давления в предсопловом объеме фурмы от определяющих параметров, в число ко gp торых входят форма, размер и расположение центрального тела. и давление дутья, и позволяют выявить наиболее оптимальное положение центрального тела в предсопловом объеме.

Результаты испытаний представлены в 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 газовый тракт, образованный трубой i, 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)дяp сопла от дна сопловой головки на стойке 5 закреплен рассекатель, выполненный в виде сферы 6, полусферы

7, конуса или пирамиды 8. Максимальный размер диаметра осесимметричного тела или диаметр описанной окружности основания пирамиды равен d „О одиночного сопла фурмы, а ее высота составляет (1,5-2 )d» . 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 установленный на стойке по ее оси перед соплами рассекатель, 969748 отличающаяся. 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 повыше40 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 экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР в 458585, кл. С 21 С 5/48, 1969.

2. Явойский А.В. и др. Опыт приме» нения пульсирующего кислородного дутья в конвертерном производстве.

"Сталь", 1977, 9 66, с. 497-500.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 421851, кл. С 21 С 5/48, 1971.

969748

Составитель С. Миронов

Редактор В. Петраш Техред Е.Харитончик Корректор И.Ватрушкина

Закаэ 8317/29 Тираж 587 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðoä, ул.Проектная, 4