RU2165986C2 - Фурма для продувки металла - Google Patents
Фурма для продувки металла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165986C2 RU2165986C2 RU99112430A RU99112430A RU2165986C2 RU 2165986 C2 RU2165986 C2 RU 2165986C2 RU 99112430 A RU99112430 A RU 99112430A RU 99112430 A RU99112430 A RU 99112430A RU 2165986 C2 RU2165986 C2 RU 2165986C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lance
- gas
- resonator
- nozzle
- zone
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к обработке жидкого металла газом, и может быть использовано для повышения качества и увеличения выхода годной стали. Технический результат - снижение аэродинамического сопротивления подводящего тракта, уменьшение поперечного разреза фурмы и более эффективное использование подвода газа для повышения качества металла. Струйный резонатор фурмы выполнен из сопла Лаваля и резонатора колебаний (РК). РК размещен перпендикулярно оси газоподводящего тракта и выполнен с возможностью создания прямого действия упругих колебаний из зоны их генерации на поток газа в газоподводящем тракте, торцевая часть которого расположена напротив выходного сопла фурмы и выполнена в виде сферического отражателя так, что зона генерации колебаний газа совпадает с фокусом сферического отражателя. Свободный объем Vp резонатора определяют из соотношения 25dc 2 < Vp < 1550 dc 2, где dc - выходной диаметр сопла Лаваля, при этом выходное сопло фурмы выполнено кольцевым. Применение фурмы позволяет снизить количество дефектов (внутренних плен, раковин, наружных плен) и увеличить выход годного на 3,6 кг/т стали при производстве горячекатаных труб. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике обработки жидкого металла газом и может быть использовано для повышения качества и увеличения выхода годной стали.
В настоящее время получили распространение продувочные фурмы, погружаемые сверху в жидкий металл или устанавливаемые в разливочное отверстие днища ковша. Целесообразно устанавливать фурму со стороны днища ковша, чтобы исключить подвод и отвод хладагента и футеровку ее огнеупорными материалами.
Известна фурма для продувки металла инертным газом [1], содержащая металлическую футерованную трубу, образующую газоподводящий тракт, и наконечник с выходным каналом в виде щели. Фурма [1] имеет конструкцию, которой присущи некоторые недостатки.
Металлическая труба, используемая в качестве тракта для подвода инертного газа, футеруется огнеупорами, что приводит к дополнительным затратам на материалы и на ее изготовление.
Применение защитной огнеупорной футеровки приводит к увеличению поперечных размеров продувочной фурмы. Фурма становится непригодной для ковшей малой емкости.
Газоподводящий тракт на выходе имеет наконечник с каналом в виде щели. Истечение газа через щель приводит к образованию мелких пузырей, которые остаются в металле. Замена выходного канала в виде щели на сопло Лаваля не устраняет образование мелких пузырей в полной мере. Причем возникает новая проблема. В связи с тем, что скорость газа на выходе из сопла Лаваля выше критической, то у выходного отверстия фурмы образуется газовая фурменная зона, которая приводит к нестационарному образованию крупных пузырей и, как результат этого явления, к большему количеству капель и пыли над поверхностью жидкого металла.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой конструкции следует считать фурму [2], которая и выбрана в качестве прототипа.
Данная продувочная фурма содержит концентрично расположенные трубы, образующие газоподводящий тракт и тракты подвода и отвода хладагента, наконечник с соплами, имеющими диффузоры и конфузоры, а также струйный резонатор, расположенный по центральной оси газоподводящего тракта.
Фурма [2] частично устраняет недостатки описанного выше аналога. Устранение недостатков достигается за счет установки соосно с газоподводящим трактом струйного резонатора. Применение струйного резонатора позволяет исключить образование мелких пузырей за счет их слияния.
Однако конструкция прототипа имеет существенные недостатки. У фурмы возрастает габаритный размер в поперечном сечении и повышается аэродинамическое сопротивление газоподводящего тракта.
Предлагаемое техническое решение позволяет устранить указанные недостатки, а именно, снизить аэродинамическое сопротивление подводящего тракта, что приводит к энергосбережению, уменьшить поперечный размер фурмы, что позволяет вводить фурму через сталеразливочное отверстие днища ковша и эффективнее использовать поток газа для повышения качества металла за счет удаления растворенных в металле газов и неметаллических включений.
Это достигается тем, что струйный резонатор состоит из сопла Лаваля и резонатора колебаний, размещен перпендикулярно оси газоподводящего тракта и выполнен с возможностью создания прямого действия упругих колебаний из зоны их генерации на поток газа в газоподводящем тракте, торцевая часть которого расположена напротив выходного сопла фурмы и выполнена в виде сферического отражателя так, что зона генерации колебаний газа совпадает с фокусом сферического отражателя, причем свободный объем резонатора определяют из соотношения
25dс 2 < Vp < 1550 dc 2,
где Vp - свободный объем резонатора;
dc - выходной диаметр сопла Лаваля, при этом выходное сопло фурмы выполнено кольцевым.
25dс 2 < Vp < 1550 dc 2,
где Vp - свободный объем резонатора;
dc - выходной диаметр сопла Лаваля, при этом выходное сопло фурмы выполнено кольцевым.
Данная конструкция фурмы позволяет эффективно использовать отражатель, так как зона генерации упругих колебаний совпадает с фокусом сферического отражателя.
На чертеже представлена продувочная фурма, поперечный разрез. Фурма содержит кольцевое выходное сопло 1, включающее стержень 2 и конфузор 3, газоподводящий тракт 4, штуцер 5, струйный резонатор содержит сопло Лаваля 6 и резонатор 7, сферический отражатель 8.
Данная фурма работает следующим образом. Рабочая среда - инертный газ под давлением 0,59 МПа - подается в сопло 6 через штуцер 5 и поступает в резонатор 7. Сверхзвуковая струя газа генерирует упругие колебания газовой среды в резонаторе 7, частота которых изменяется в зависимости от его свободного объема Vp. Газоподводящий тракт 4 фурмы без всякого сопротивления заполняется газом, поток которого испытывает прямое действие упругих колебаний из зоны их генерации и действие отраженных упругих колебаний, поступающих от сферического отражателя. В данном случае отражатель способствует созданию направленных упругих колебаний на газ, двигающийся в сторону конфузора 3 и выходного отверстия сопла 1. В сопле 1 поток газа из сплошного по поперечному сечению становится кольцевым благодаря стержню 2. На выходе из сопла 1 газовый поток дробится на отдельные самостоятельные объемы, которые становятся пузырями в жидком металле. Размер диаметров пузырей при этом зависит от свободного объема резонатора 7.
Если Vp < 15dc 2, образуются пузыри с диаметрами менее или соизмеримыми 50 мкм. Движение таких пузырей отмечается близким к линейному, что приводит к минимальному результату повышения качества металла.
При Vp > 1550 dc 2 пузыри становятся более 5000 мкм. Движение крупных пузырей становится опять же близким к линейному с существенной деформацией их формы. Усреднение температуры и химического состава металла в ковше улучшается, в то же время отмечается ослабление в удалении неметаллических включений и газов из жидкого металла.
Оптимальным соотношением размеров объема резонатора и выходного диаметра сопла Лаваля необходимо считать условие, когда
25 dc 2 < Vp < 1550 dc 2.
25 dc 2 < Vp < 1550 dc 2.
При соблюдении этого условия на выходе из сопла продувочной фурмы образуются пузыри, движение которых в жидком металле становится колебательным и, как результат такого режима движения, отмечается улучшение качества металла и увеличение выхода годного.
Заявленную продувочную фурму предлагается использовать следующим образом. С наружной стороны днища в отверстие сталеразливочного ковша устанавливается продувочная фурма. Газ подают в фурму с момента заполнения ковша металлом. Всплывание пузырей указанного в тексте диапазона диаметров обеспечивает снижение брака и увеличивает выход годного металла.
Статистические характеристики по суммарному количеству дефектов (внутренние плены, раковины, наружные плены на трубах) определялись с помощью пакета прикладных программ "DSTAT" и "STATGRAPH". Результаты анализа показывают, что применение продувочной фурмы предложенной конструкции позволяет получить снижение количества дефектов на 0,35% и увеличить выход годного на 3,6 кг/т стали при производстве горячекатаных труб.
Данная конструкция продувочной фурмы работает в мартеновском цехе Северского трубного завода с января 1999 года.
ЛИТЕРАТУРА
1. Г. Н. Камышев, О.В. Дробышевский, В.Г. Востриков, В.П. Лузгии, И.В. Зинковский, А.М. Борисов. Фурма для продувки металла инертным газом. Патент 203697, Патенты РФ на изобретения, N 43-44, 1993. C. 89.
1. Г. Н. Камышев, О.В. Дробышевский, В.Г. Востриков, В.П. Лузгии, И.В. Зинковский, А.М. Борисов. Фурма для продувки металла инертным газом. Патент 203697, Патенты РФ на изобретения, N 43-44, 1993. C. 89.
2. Г. А. Тарновский, Л.А. Смирнов, Б.А. Темирбулатов, А.М. Сизов, С.И. Жигач, Н.М. Савина, В.П. Яшина, B.C. Щерба, В.И. Богомяков, Т.Д. Заурбеков, В. И. Лаукарт, И. А. Сихиди. Фурма для нестационарной продувки. Патент 2025498. Патенты РФ на изобретения, N 24, 1994. С. 104.
Claims (1)
- Фурма для продувки металла, включающая выходное сопло с конфузором, газоподводящий тракт и струйный резонатор, отличающаяся тем, что струйный резонатор состоит из сопла Лаваля и резонатора колебаний, размещен перпендикулярно оси газоподводящего тракта и выполнен с возможностью создания прямого действия упругих колебаний из зоны их генерации на поток газа в газоподводящем тракте, торцевая часть которого расположена напротив выходного сопла фурмы и выполнена в виде сферического отражателя так, что зона генерации колебаний газа совпадает с фокусом сферического отражателя, причем свободный объем резонатора определяют из соотношения 25dc 2 < Vp < 1550 dc 2, где Vp - свободный объем резонатора, dc - выходной диаметр сопла Лаваля, при этом выходное сопло фурмы выполнено кольцевым.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99112430A RU2165986C2 (ru) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Фурма для продувки металла |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99112430A RU2165986C2 (ru) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Фурма для продувки металла |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99112430A RU99112430A (ru) | 2001-04-10 |
RU2165986C2 true RU2165986C2 (ru) | 2001-04-27 |
Family
ID=20221122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99112430A RU2165986C2 (ru) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Фурма для продувки металла |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2165986C2 (ru) |
-
1999
- 1999-06-08 RU RU99112430A patent/RU2165986C2/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108927511B (zh) | 一种防止出口偏流的长水口 | |
JP4742855B2 (ja) | 溶融金属精錬用ランス | |
US4417723A (en) | Tuyere for blowing gases into molten metal bath container | |
RU2165986C2 (ru) | Фурма для продувки металла | |
JP2007044731A (ja) | 溶融金属の注入管および注入方法 | |
JP4289182B2 (ja) | タンディッシュ用注入管 | |
US3525508A (en) | Injection lance with an immersible nozzle | |
RU2238984C2 (ru) | Способ продувки металла | |
JP2002226907A (ja) | 溶融金属の精錬用ランスおよび精錬方法 | |
EP0059289A1 (en) | Tuyère | |
SU1068490A1 (ru) | Фурма дл продувки расплава газовым потоком | |
KR100585245B1 (ko) | 연속 주조용 레들 노즐 | |
US3525509A (en) | Injection lance with a nozzle adapted for above the bath operation | |
RU2112048C1 (ru) | Фурма для продувки металла | |
JP5412756B2 (ja) | 転炉操業方法 | |
SU1675342A1 (ru) | Фурма дл продувки расплава | |
SU1235919A1 (ru) | Фурма | |
SU1036755A1 (ru) | Фурма дл подачи газа в конвертер | |
SU1135767A1 (ru) | Фурма дл продувки расплавов | |
JP2010047830A (ja) | 転炉操業方法 | |
SU969748A1 (ru) | Фурма | |
CN209960984U (zh) | 一种顶吹浸没式喷枪 | |
SU388029A1 (ru) | УСТРОЙСТВО дл РАФИНИРОВАНИЯ ЧУГУНА | |
SU761139A1 (ru) | Головка гидровакуумного устройства для отсоса шлака 1 | |
SU1759890A1 (ru) | Фурма дл продувки расплава газом |