SU1675342A1 - Фурма дл продувки расплава - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии , а именно к выплавке стали в конвер тере, и может также использоватьс  в сталеплавильных агрегатах, работающих с продувкой ванны сверху газообразным окислителем через фурму. Цель - увеличение выхода годного металла за счет интенсификации процессов выплавки стали м шлакообразовани . Фурма содержит кон- центрично расположенные трубы 3--5, образующие тракты подачи окислитель, подвода и отвода воды, и головку 1 с размещенными в ней соплами 2, расположенными равно

Description

8 Фиг. I

мерно по окружности, центр которой совпадает с осью симметрии головки 1, каждое из сопел 2 состоит из конфузора 6 с критическим сечением 7 и диффузора 8. В последнем установлена крестовина 9, смонтированна  на рассто нии, не превышающем 0,3 длины диффузора 8 от выходного сечени . Ось симметрии крег.тоьииы 9

совпадает с осью сопла 2. Кажда  перекладина , образующа  крестовину 9, может иметь в поперечном сечении ромбовидную форму. Продольное сечение каждой перекладины может иметь вид равнобедренного треугольника, вершина которого расположена на оси сопла 2 и обращена внутрь сопл  2. 2 з и. ф-лы. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относитс  к черной метал лургии, к процессам выплавки стали, и может быть использовано в сталеплавильных агрегатах, работающих с продувкой ванны сверху газообразным окислителем через Фурму.

Целью изобретени   вл етс  увеличение выхода годного металла, интенсификаци  процессов выплавки стали и шлакообразовани .

На фиг. 1 показана головка фурмы, вид с торца; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1, фиг. 3 - узел I на фиг. 2 (с треугольными перекладинами крестовины).

Фурма дл  продувки расплава содержит головку 1 с соплами 2. Сопла размещены равномерно по окружности, центр которой совпадает с осью симметрии головки 1. Головка 1 фурмы св зана с источником окислител  с помощью газового тракта, образованного трубой 3.

Труба 3 и соплова  головка 1 помещены в водоохлахдаемую рубашку, состо щую из концентрично расположенных труб 4 и 5, Каждое сопло 2 состоит из конфузора б с критическим сечением 7 и диффузора 8. В диффузоре 8 каждого сопла 2 установлена крестовина 9, состо ща  из двух перекладин . Крестовина 9 установлена на рассто нии , не превышающем 0.3 длины диффузора 8 от выходного сечени , Ось симметрии крестовины 9 совпадает с осью сопла 2. Кажда  перекладина, образующа  крестовину 9, может иметь в поперечном сечении ромбовидную форму. Продольное сечение каждой перекладины может иметь вид равнобедренного треугольника, вершина которого расположена на оси сопла 2 и обращена внутрь сопла 2,

Фурма дл  продувки расплава работает следующим образом.

Сжатый газ при сверхкритическом давлении по трубе 3 в виде дозвукового потока достигает сопловой головки 1 с размещенными в ней соплами 2. Проход  через кон- фузор 6 с критическим сечением 7 газ Слор етс  по сверхзвуковой скорости. Набегающа  на крестовину Э стру  аза индуцирует дополнительную систему внутренних скачков уплотнени . В местах кеч-пакта перекладин крестовины 9 со стенками диффузора 8 образуютс  отрывные области, генерирующие t-ихри и утолщающие пограничный слой.

В результате на расплав металла воздействует газова  стру , окруженна  утолщеннымпограничнымслоем .

Сверхзвуковое  дро струи становитс  менее подвержено внешним акустическим воздействи м, снижаютс  колебани  струи. Упор дочиваетс  взаимодействие струи газа с поверхностью расплава.

Подбором положени  в диффузоре передних кромок перекладин, образующих крестовину 9, измен ют спектральный состав продольных колебаний. Тем самым интенсифицируют различные стадии процессов плавки стали.

Изменением угпа Я при вершине треугольника , образованного продольным сечением перекладин крестовины 9, расшир ют

спектральный состав продольных колебаний струи газа, истекающей со среза сопла 2. Место размещени  крестовины 9 в диффузоре 8 сопла 2 обусловлено следующим При выносе крестовины S за срез диффузора 8 (за выходное сечение сопла 2) стру  газа, истекающа  со среза сопла 1, раздел етс  на четыре потока Между потоками возникает возвратное течение, захватывающее капли расплава, вылетевшие с поверхности

расплава. Происходит быстрое заметалли- вание фурмы. Получившиес  четыре потока сливаютс , однако зона смыкани  потоков неустойчива, колеблетс , что приводит к хаотическим колебани м лунки по поверхности расплава. Возникают дополнительные выбросы крупных сгустков металла,

При значительном углублении крестовины 9 в диффузор 8, большем, чем 0,3 длины диффузора 8, положительные эффекты,

вызванные образованием дополнительной системы скачков уплотнени , станов тс  слабо выраженными Кроме того, наблюдаютс  хаотические перемещени  лунки по поверхности расплава с выбросом больших сгустков расплава из конвертера

Выполнение попере-жого сучени  перекладин , образующих крестовину 9, ром- бовидным снижает потери давлени  при обтекании крестовины 9 потоком газа

Предлагаемую фурму сравнивают по эффективности продувка с извес иой уур- мой Продувку провод т на холодной ьо.ае- ли хонвсртера с прозрачными боковые стенками. Расплав моделируют водой т,- кометалмическ/ю эмульсию - рзвесь.о гра нул рованного полимети м 1акрипат в воде. Определ ют размер1 ЛУЧКИ взаимо- дейглеу.ч струи газа с гоэчрхностьюжид- косги и глубину а жидкости охватываемого тором j, мьными вихр ми Результаты продуг: ,i; -дедены в таС тице.

Применение фурм приводит к v юр - дочснию взчимод(.р итруй, щих со соечов ссг ел с, поверхностью расплава. Уменьшаете i выброс капель с поверхности , капли двихутс  по настильной траектории Дожигание СО в С02 происхо- дит у поверхности расплава. Глубина воздействи  струй газа нз расплав возрастает Увеличиваетс  массообмен в зоне реакции что приводит к интенсификации процессов

Примечание Давление ч предсопловом . и ме поддерживают разным 1,2 МПа При вынесении крестов1 н О за срез сопла 2 происходит разделе- иие грум из четыре игокз с ао вратными токами по оси сопла;1 фурма сипьно забрызгиваетс .

выплавки стали и шлакообразовани  растает КПД конвертера.

ВозФормула изобретени 

1. Фурма дл  продувки расплава, содержаща  концентрично расположенные тру- оы, образующие тракты подачи окислител , подвода и отвода воды, головку с размещен- ьымч в ней соплами, состо щими из конфу- оров с критическим сечением и диффузоров и расположенными равномерно по окружности, центр которой совпадает Ј осью симметрии головки, отличаю- uj г с   тем, что, с целью увеличени  ем хода годного металла, в диффузоре каждого сопла на рассто нии, не превышаю- 0,3 длины диффузора от выходного се 1вни , установлена крестовина, ось симметрии которой совпадает с осью сопла

Фурма по п. 1, отличающа с  гем лто кажда  перекладина крестовины имеет в поперечном сечении ромбовидную форму.

Т Оурмь по пп. 1и2, отличающа с  тем, что продольное сечение каждой пере(лади1 т« имеет вид равнобедренного треуголь ика вершина гсторого расположен на оси v,L-n а и обращена внутрь со- гла

Фиг.1

фиг.З

Claims (3)

1. Формула изобретения

   5 1. Фурма для продувки расплава, содержащая концентрично расположенные трубы, образующие тракты подачи окислителя, подвода и отвода воды, головку с размещенными в ней соплами, состоящими из конфу10 торов с критическим сечением и диффузоров и расположенными равномерно по окружности, центр которой совпадает с осью симметрии головки, отличаюtn э - с я тем, что, с целью увеличения 15 выхода годного металла, в диффузоре каждого сопла на расстоянии, не превышающем 0,3 длины диффузора от выходного се 1вния, установлена крестовина, ось симметрии которой совпадает с осью сопла.

   20
2. 2. Фурма по п. 1, отличающаяся гем что каждая перекладина крестовины имеет в поперечном сечении ромбовидную форму.
3. 3. Фурме по пп. 1и2, о т л и ча юща25 я с я тем, что продольное сечение каждой перекладины имеет вид равнобедренного треугольника вершина которого расположена на оси con :а и обращена внутрь сопла.

   Расстояние]” Предла-эемая фурма Известная фурма от задней кромки пе-рекладин крестовины 9 до выходi ного сечения сопла 2, в длинах диффузора 8 Размеры Диаметр ту;--,юл. мм Глубина '180 185 190 200 Глубинч проч..; .,чц•з.ения T? рС ИДЗ¹'. ног:» Вихря. % общей глубины ХО-'Щ гости 65 73 82 90 Размеры Диаметр лунки, мм Глубина Глубина проникновения тороидального вихря, % общей глубины жидкости 0,0 0,1 0.2 0,3 160 165 170 180 135 170 39 0,4 Хаотическое перемещение лунки с выбросом больших объемов жидкости из конвертера

   Примечание Давление в предсопловом объеме поддерживают разным 1,2 МПа. При вынесении крестовины 9 за срез сопла 2 происходидразделение 'труи на четыре потока с возвратными токами по оси сопла? фурма сильно забрызгивается.