Изобретение относитс к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может 0ыть использовано дл выпуска шлака из доменной печи. Известна фурма доменной печи, содержаща корпус с фланцем и носком, а также тангенциально установленную трубку дл подвода охладител в полость фурмы и отвод щую трубку l . Недостатком фурмы вл етс то, что ось конца подвод щей трубки направлена перпендикул рно оси фурмы, вследствие чего охладитель приобрета ет вихревое движение, прижима сь центробежньми силами к наружному ста кану. Интенсивность охлаждени внутреннего стакана при этом ослабл етс Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и.достигаемому результату вл етс фурма домен ной печи, Содержаща наружный и внут Iренний конические стаканы с фланцем и носком, подвод щую трубку с концом ось которого перпендикул рна оси фур мы и направлена по касательной к кон ческой поверхности, расположенной в полости фурмы коаксиально наружному и внутреннему стаканам, и отвод щую трубку. Отвод ща трубка в фурме рас- 3Q положена коаксиально в подвод щей, благодар чему ослабл етс торможение вихревого движени охладител в носовой части полости фур1«л, что способствует более интенсивному охлаждению наружного стакана и прилегающего к нему участка носка 2. Однако в известной фурме неудовлет ворительно охлаждаетс внутренний стаскан и прилегающий к нему участок носка, что вл етс следствием оттеснени охладител от внутреннего стакана к наружному центробежными силами , возникающими при его вихревом движении. При подаче воды через трубку с концом, ось которого перпендикул рна оси фурмы, в количестве 1, л/с в модель шлаковой фурмы, изготовленной из органического стекла, скорость ее вихревого движени моно тонно снижаетс от 1,8-2,0 м/с у поверхности наружного стакана до нул в отдельных участках поверхности внут реннего стакана. Таким образом, известна фурма может успешно работать и примен тьс дл подачи дуть в доменную печь, где максимальные тепловые нагрузки сосредоточены в наружном стакане и прилегающей к нему части носка. При этом слабоохлаждаемый внутренний стакан способствует снижению тепловых потерь гор чего дуть , подаваемого черей его внутренний канал, что вл етс положительным фактором. В то же врем эта фурма не пригодна в качестве устройства дп выпуска шлака, так как в шлаковых фурмах максимально теплонапр женными вл ютс носок и примыкающа к нему часть внутреннего стакана, через канал которого вьпускаетс расплавленный шлак. Именно в этом месте, т.е. на стьже носка с внутренним стаканом, в подавл нщем большинстве случаев происходит прогар шлаковых фурм. Причем прогар происходит не по всему периметру стыка носка с внутренним стаканом, а только в самой нижней его части. Это объ сн етс неизбежным попаданием некоторого количества чугуна в выпускаемый шлак, стекающего в горн доменной печи через толщу шлака с вьш1ележащих горизонтов шахты доменной печи . Име удельный вес примерно в 3 раза больший удельного веса шлака, чугун опускаетс в самый низ шлаковой струи, разруша своим тепловым воздействием нижнюю часть поверхности сопр жени носка с внутренним стаканом . При тепловом разрушении фурмы решающую роль играет скорость течени чугуна по стенке фурмы, достигающа при выпуске шлака 5-8 м/с. При этом тепловые нагрузки на стенку фурмы достигают 46-10 ккал/м ч. Именно отсутствием значительных скоростей движени шлака и чугуна вокруг наружного стакана шлаковой фурмы и объ снЯетс его относительно высока стойкость. Если носок и прилегающа к нему часть внутреннего стакана охлаждаетс недостаточно эффективно, фурма проплавл етс и требуетс ее замена. Недостатком также вл етс расположение отвод щей трубки коаксиально в подвод щей, что требует значительного увеличени толщины подвод щей трубки. Но так как линейные размеры элементов шлаковой фурмы, в том числе и ширина внутренней полости, примерно в два раза меньше соответствующих размеров воздушной фурмы, то така конструкци подвод щей и отвод щей трубок неприменима дл шлаковой фурмы. При ширине полости охлаждени шлаковой фурмы, равной около 40, мм, практически невозможно, не мен общей конструкции фурмы, увеличить наружный диаметр подвод ще трубки, равный 32-33 мм при диаметре проходного отверсти в один дюйм. Целью изобретени вл етс повьше ние эксплуатационной стойкости фурмы путем интенсификации ее охлаждени .Поставленна цель достигаетс тем, что в фурме, содержащей коаксиально расположенные наружный и внутренний конические стаканы, соеди ненные фланцем и носком, подвод щую трубку с тангенциально расположенньм концом, -и отвод щую трубку, ось конца этой подвод щей трубки направлена так, что обраэует с осью фурмы угол 0,67-1,07 рад, а рассто ни между носком фурмы и срезами подвод щей и отвод щей трубок равны 0,350 ,65 длины полости фурмы, причем подвод ща трубка расположена в-верх ней половине фурмы с углом ее между вертикальной осевой плоскостью и осевой плоскостью, проход щей через ось подвод щей трубки, не превышающими 1,2 рад, а рассто ние отвод щей трубки от пр мого участка подвод щей составл ет 1-2,5 ее диаметра., В фурме угол между осью конца под вод щей трубки и осью фурмы острый (0,67-1,07 рад), что сзпцественно измен ет характер движени охладител в полости фурмьь Если значени это го угла при оптимальных значени х двух других параметров не выход т за пределы 0,67-1;07 рад, то обеспечиваетс полное омьтание участка воз можного проплавлени фурмы, ограниченного сектором в.60°. При значени х угла меньше 0,67 или больше 1,07 ргщ дополнительный поток отклон етс за пределы указанного сектора то в одну, то в другую сторону, даже при оптимальных значени х других параметров . Изменение рассто ни между срезЬм подвод щей трубки и носком фурмы соответственно мен ет ориентацию допол нительного потока относительно -облас ти возможного проплавлени . Кроме то го, удаление среза трубки от носка приводит к расширению дополнительного потока у носка и, наоборот, приближение среза к носку сужает ширину потока. Оптимальные значени рассто ни между срезом подвод щей трубки и носком фурмы заключены в пределах 0,35-0,65 длины полости фурмы. Выход за эти пределы приводит к отклонению дополнительного потока за пределы зоны возможного проплавлени фурмы. Положение подвод щей трубки на плоскости фланца также оказывает вли ние на ориентацию дополнительного потока охладител отноЬительно носка фурмы. Дополнительный поток смещаетс в том же направлении, .что и подвод ща трубка. Поэтому оптимальные значени положени подвод щей трубки относительно фланца должны Иметь ограничени , исключающие отклонение дополнительного потока за пределы зоны возможного проплавлени фурмы. Предел положени трубки в соответствии с данными проведенных опытов ограничен углом в 1,2 paдJ образованным вертикальной осевой плоскостью и осевой плоскостью фурмы, проход щей через ось пр мого участка подвод щей трубки. Увеличение этого угла сверх 1,2 рад приведет к смещ1ению дополнительного потока за пределы зоны возможного проплавлени фурмы. Верхний предел положени подвод щей трубки обусловлен соприкосновением ее с отвод щей трубкой. В этом случае рассто ние между обеими трубками равно их диаметру, минимальное значение которого дл трубы с проходным диаметром в 1 дюйм равно 32-33 мм. При таком положении трубок дополнительный поток полностью омывает сектор возможного проплавлени фурмы. Положение отвод щей трубки относительно плоскости носка выбрано так, чтобы не нарушалс контур вихревого движени охладител и не снижалась скорость его движени . Оптимальные значени этого рассто ни заключены в пределах 0,35-0,65 длины полости фурмы. При рассто нии среза трубки меньше 0,35 или больше 0,65 длины полости происходит продольное смещение вихр в носрвой части, что окаэывает тормоз щее действие на процесс вращени , снижает однородность и скорость потока и, следовательно, интенсивность охлаждени . Только при соблюдении оптимальных значений параметров всех указанных признаков одновременно дополнительный поток охладител полностью омывает нижнюю часть стыка внутреннего стакана с примыкающей к нему частью носка. При отклонении указанных параметров от оптимальных значений хот бы одного из трех признаков область возможного прогара фурмы ока зьтаетс за пределами дополнительного потока охладител , что приведет к быстрому проплавлению фурмы жидКИМ чугуном. Оптимальность значений перечислен ньк параметров была подтверждена экс периментально. Кроме того, отвод ща трубка уста новлена за пределами подвод щей, что обеспечивает достаточно большой зазор между подвод щей и отвод щей трубками и стаканами, через который движет с охладитель. Оптимальное положение отвод иСей трубки характеризуетс ее рассто нием от подвод щей в 1-2,5 ее диаметра. Оптимальное рассто ние среза отвод щей трубки от нсска равно 0,35-0,65 длины полости охлаждени фурмы. При этом минимальное значение рассто ни отвод щей трубки.от подвод щей , равное одному диаметру трубки , означает, что трубки соприкасаютс между собой. При соблюдении оптимальных значений положени отвод щей трубки скорость вихревого движени охладител в носовой части полости за пределами области распространени дополнительного потока, создаваемого наклоном конца подвод щей .трубки к оси фурмы, практически не отличаетс от скорости движени охладител в остальных зонах вихревого движени . На фиг. 1 показана предлагаема фурма с плоскостью, проход щей через оси подвод щей и отвод щей трубок, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Фурма состоит из коаксиально расположенных наружного 1 и внутреннего 2 конических стаканов, соединенных между собой фланцем 3 и носком 4 подвод щей трубки 5, конец которой 6 направлен под углом 0,67-1,07 рад к оси фурмы, и отвод щей трубки 7. Сре конца 6 подвод щей трубки 5 и срез отвод щей трубки 7 удалены от плоскости носка на 0,35-0,65 длины полос ти фурмы, котора равна рассто нию от фланца 3 и носку 4, Подвод ща трубка 7 расположена в верхней половине фурмы. Угол между вертикальной осевой плоскостью и осевой плоское.-. тью, проход щей через ось пр мого участка подвод щей трубки, не превышает 1,2 рад, В рабочем положении ось фурмы расположена горизонтально. Рассто ние между ос ми пр мого участка подвод щей и отвод щей трубок равно 1-2,5 длины полости фурмы. Назначение фурмы - выпуск шлака из доменной печи. При вьтуске шлака с неизбежными включени ми чугуна в стенках фурмы возникают большие тепловые нагрузки. Особенно теплонапр женной вл етс нижн часть участка сопр жени носка с внутренним стаканом. Отвод тепла из фурмы осуществл етс жидким охладителем,например водой. Охлаждающа вода через трубку 5 с концом 6, направленным под углом 0,671 ,07 рад к оси фурмы, подаетс в полость , образованную наружным 1 и внутренним 2 стаканами фланцем 3 и носком А. Выход ща стру воды встречаетс , со стенкой наружного стакана 1 и движетс в виде дополнительного потока к носку 4, интенсивно омыва и охлажда нижнюю часть носка 4 и место его сопр жени с внутренним стаканом 2. После этого нагретый дополнительный поток воды смешиваетс с основным вихревым потоком. Это процесс протекает непрерывно, что обеспечивает регул рное и интенсивное охлаждение наиболее теплонапр женной части фурмы. Остальные, менее теплонапр женные участки фурмы, охлаждаютс посто нно движущимс вихревым потоком . Из полости фурмы нагрета вода уходит через отвод щую трубку 7, котора благодар оптимальному положению относительно подвод щей трубки 5 и носка 4 обеспечивает высокую скорость вихревого движени воды в носовой части фурмы. Это предотвращает всю носовую часть фурмы от прогара . Б качестве базового объекта дл вы влени эффективности предлагаемой фурмы вз та шлакова фурма доменной печи, производима на Лртемовском металлургическом заводе и используема на Днепропетровском металлургическом заводе им. Г.И.Петровского. В этой фурме имеетс пр ма подвод ща трубка и продольг1а перегородка, расположенна между подвод щей и отвод щей трубками с тпч(1р(м с носком фурмы. Движеинс нолы и фурме малоорганиэованное . В носовой части имеютс зоны, где скорость движени воды не превышает 2-4 см/с.
По сравнению с базовой предлагаема фурма имеет следующие технические преимущества: организованное вихревое движение воды в полости фурмы, скорость которого у наружного стакана достигает нескольких метров в секунду , наличие дополнительного высоко
скоростного (до 0,9 м/с) потока в нижней части носка фурмы и в месте его сопр жени с внутренним стаканом, где тепловые нагрузки максимальные.
Предлагаемое изобретение обеспечит повышение стойкость фурм в 2 раза.
Ожидаемый годовой экономический эффект от использовани предлагаемой шлаковой фурмы составл ет 6,9 тыс. руб.