SU570644A1

SU570644A1 - Tuyere for blasting metal

Info

Publication number: SU570644A1
Application number: SU7502176463A
Authority: SU
Inventors: Виктор Кузьмич Рочняк; Борис Никитович Маймур; Светлана Марковна Пивоварова; Иван Васильевич Довженко
Original assignee: Институт черной металлургии
Priority date: 1975-10-03
Filing date: 1975-10-03
Publication date: 1977-08-30

Description

питани посредством проводов со стойкой изол цией, проложенных в центральном газовом тракте 6 или в тракте подвода охладител 7 (на чертеже не показано).power supply by means of wires with insulating resistance, laid in the central gas path 6 or in the supply path of the cooler 7 (not shown in the drawing).

Намагничивающие катушки герметизированы от воздействи ехладител гидростойкой изол цией, например на основе эпоксидных смол, и жестко закреплены на каркасах 12 из изол ционного водостойкого материала, например оргстекла, текстолита и т. п., на верхней части концентраторов.The magnetizing coils are sealed from the coolant by water-resistant insulation, for example based on epoxy resins, and rigidly mounted on frames 12 of insulating waterproof material, such as Plexiglas, textolite, etc., on top of the concentrators.

Концентраторы магнитного пол выполнены из магнитом гкого материала, например армко-железа , имеюихего малую остаточную индукцию . Это устран ет прилипание ферромагнитных частиц к рабочей торцовой поверхности концентраторов и облегчает их движение при изменении направлени и напр женности магнитного пол .The magnetic field concentrators are made of a magnet of a soft material, for example, Armco iron, which has a small residual induction. This eliminates the adherence of ferromagnetic particles to the working end surface of the concentrators and facilitates their movement when changing the direction and intensity of the magnetic field.

Концентраторы магнитного пол могут быть также изготовлены из менее дефицитной и более дешевой малоуглеродистой стали (например , СтЗ по ГОСТ 380-60), хот эффективность работы таких концентраторов будет несколько ниже.Magnetic field concentrators can also be made of less scarce and cheaper low carbon steel (for example, StZ according to GOST 380-60), although the efficiency of such hubs will be slightly lower.

Концентраторы магнитного пол установлены в головке фурмы с зазором над теплопередающей поверхностью последней, величина которого составл ет 2-6 мм. Указанна величина зазора обеспечивает онтимальное взаимодействие пограничного сло охладител со слоем ферромагнитных частиц, наход щихс под воздействием магнитного пол , что обеспечивает максимальную теплопередачу. Концентратор 9 магнитного пол выполнен в виде цилиндрического стержн , установленного в центре головки соосно с фурмой и жестко соединенного с внутренним ее вкладышем 13. Концентратор 10 магнитного псл выполнен в виде полого усеченного конуса, жестко соединенного меньшим основанием с промежуточной трубой 2.The magnetic field concentrators are installed in the head of the tuyere with a gap above the heat transfer surface of the latter, the value of which is 2-6 mm. This gap provides the optimal interaction of the boundary layer of the cooler with a layer of ferromagnetic particles under the influence of a magnetic field, which ensures maximum heat transfer. The hub 9 of the magnetic field is made in the form of a cylindrical rod mounted in the center of the head coaxially with the tuyere and rigidly connected to its inner liner 13. The hub 10 of the magnetic base is made in the form of a hollow truncated cone rigidly connected by a smaller base to the intermediate pipe 2.

Дл улучшени организации движени потока охладител при его прохождении через полость 14 головки 4 концентратор 10 снабжен направл ющим вкладышем 15, выполненным из немагнитного материала. Вкладыш 15 жестко соединен с концентратором 10, например с помощью кле на основе эпоксидной смолы. Кроме того, вкладыш и концентратор могут быть выполнены одной цельной деталью из магнитом гкого материала.In order to improve the organization of the flow of the cooler as it passes through the cavity 14 of the head 4, the concentrator 10 is provided with a guide liner 15 made of a nonmagnetic material. The liner 15 is rigidly connected to the hub 10, for example with the aid of an epoxy resin adhesive. In addition, the liner and the hub can be made of a single piece of magnet of soft material.

Работа фурмы дл продувкп металла осуществл етс следующим образом.The operation of the tuyere for metal purge is carried out as follows.

Охладитель из напорного магистрального трубопровода поступает через подвод щнй тракт фурмы в полость головки под давлением 1,0-1,2 МН/м (10-12 ат) со скоростью 6-8 м/с. После охлаждени теплопередающей поверхности охладитель по отвод щему тракту удал етс на слив.The cooler from the pressure pipeline goes through the inlet pipe of the tuyere into the cavity of the head under the pressure of 1.0-1.2 MN / m (10-12 at) with a speed of 6-8 m / s. After cooling the heat transfer surface, the chiller is removed along the discharge path to the drain.

При прохождении нотока через отвод щий тракт слою охладител , наход щемус в иепосредственной близости от поверхности теплообмена (пограничному), придают донилнительное интенсивное перемешивание ферромагнитными частицами, воздейству на них прерывистым магнитным полем, создаваемым концентраторами 9 и 10 при подаче энергии от соответствующего источника питани на катушки 11.With the passage of the overflow through the coolant outlet path, which is located in the immediate vicinity of the heat exchange surface (boundary), they give a strong pre-pression by ferromagnetic particles, which are affected by a discontinuous magnetic field created by concentrators 9 and 10 when energizing from the appropriate power source to the coils eleven.

Ферромагнитные частицы под воздействием прерывистого магнитного нол перемещаютс Ferromagnetic particles under the influence of intermittent magnetic zero move

возвратно-поступательно в радиальном направлении относительно продольной оси фурмы.reciprocating in the radial direction relative to the longitudinal axis of the tuyere.

Благодар магнитному полю соответствующей конфигурации и напр женности ферромагнитные частицы 16 распредел ютс тонким слоем равномерно по всей поверхности 17 теплообмена головки 4. При этом достигаетс более равномерное распределение движущихс ферромагнитных частиц по поверхностиDue to the magnetic field of the appropriate configuration and intensity, the ferromagnetic particles 16 are distributed by a thin layer evenly over the entire heat exchange surface 17 of the head 4. A more uniform distribution of the moving ferromagnetic particles over the surface is achieved.

теплообмена головки и особенно в центральном участке между соплами, что позвол ет исключить застойные зоны охладител в указанном месте и тем самым локальный перегрев межсопельиого днища, а следовательно,heat exchange of the head, and especially in the central area between the nozzles, which eliminates stagnant zones of the cooler in the specified location and thus local overheating of the intersopee bottom, and therefore

и его прогар.and his burnout.

Указанное дополнительное перемешивание пограничного сло охладител у поверхности 17 ферромагнитными частицами 16 воздействием на них магнитного пол приводит к интенсивной искусственной турбулизации сло . При этом у поверхности 17 теплообмена и в непосредственной близости от нее возникают возмущени (завихрени ), характеризующиес значительным градиентом скорости, которые вследствие беспор дочного турбулентного обмена жидкими массами повышают турбулентную проводимость и, что наиболее важно , измен ют в нужном направлении по сечению потока распределени турбулентной в зкости (составл ющей импульсного обмена), что значительно повышает теплоотдачу в потоке .This additional mixing of the boundary layer of the cooler at the surface 17 by ferromagnetic particles 16 by the action of a magnetic field on them leads to intense artificial turbulization of the layer. At the same time, disturbances (vortices) occur at the heat exchange surface 17 and in its immediate vicinity, characterized by a significant velocity gradient, which, due to random turbulent exchange of liquid masses, increase the turbulent conductivity and, most importantly, change the turbulent distribution in the desired direction over the flow cross section viscosity (component of the impulse exchange), which significantly increases the heat transfer in the stream.

Вследствие флуктуации напр женности магнитного пол и столкновений ферромагиитных частиц при движении перемещение их происходит не только параллельно теплопередающей поверхности 17 головки 4, но и перпендикул рно последней в пределах толщины ферро.магнитного сло . Благодар этому образуетс увеличенна зерниста дополнительна поверхность теплообмена в виде кип щего сло .Due to fluctuations of the magnetic field intensity and collisions of ferromagitic particles during their movement, their movement occurs not only parallel to the heat transfer surface 17 of the head 4, but also perpendicular to the latter within the thickness of the ferromagnetic layer. Due to this, an additional granular additional heat exchange surface in the form of a fluidized bed is formed.

Периодическое соприкосновение ферромагнитных частиц 16 с поверхностью 17 теплообмена и последующее их перемещение по высоте ферромагнитного сло приводит к дополнительному интенсивному отводу тепла от указанной поверхности к охладителю, что резко интенсифицирует теплопередачу.Periodic contact of the ferromagnetic particles 16 with the heat exchange surface 17 and their subsequent displacement along the height of the ferromagnetic layer leads to additional intensive heat removal from the specified surface to the cooler, which sharply intensifies heat transfer.

Увеличенна за счет зернистой структуры ферромагнитного сло поверхность теплообмена и более интенсивный теплоотвод затрудн ют возникновение пленочного кипени и образование паровой пленки на теплопередающей поверхности головки фурмы. Кроме того , движение ферромагнитных частиц по указанной поверхности оказывает механическое разрушающее воздействие на образующуюс при большой плотности теплового потока паровую пленку, а также предотвращает образование отложений (пригары, накипи) при применении в качестве охладител жесткой воды.The surface of heat exchange enlarged due to the granular structure of the ferromagnetic layer and the more intense heat removal make the film boil and the formation of a vapor film on the heat transfer surface of the tuyere head difficult. In addition, the movement of ferromagnetic particles on a specified surface has a mechanical destructive effect on the vapor film formed at high density of the heat flow, and also prevents the formation of deposits (burns, scale) when used as a hard water cooler.

Предотвращение образовани паровой пленки и отложений на поверхности теплообмена резко увеличивает коэффициент теплоотдачи, способствует лучшей смачиваемости ее охладителем , уменьшает тепловое сопротивление пограничного сло и суммарное термическое сопротивление теплонапр женной стенки головки предлагаемой фурмы. Все это повыщает стойкость последней и стабильность ее работы .Preventing the formation of a steam film and deposits on the heat exchange surface dramatically increases the heat transfer coefficient, contributes to better wettability by the coolant, reduces the thermal resistance of the boundary layer and the total thermal resistance of the heat-stressed wall of the head of the proposed tuyere. All this increases the resistance of the latter and the stability of its work.

66

Claims

Invention Formula

A lance for blowing metal, containing concentrically arranged pipes, a head with nozzles and magnetic field concentrators, consisting of cores with coils, where the cores are made of a magnet of a soft material and are installed in the head with a gap above its heat transfer surface, characterized in that In order to improve cooling and increase the durability of the tuyere at any number of nozzles, the core of one of the magnetic field concentrators is designed as a cylindrical rod mounted in the center of the head coaxially with the tuyere and rigidly with its union with the inner liner and the other hub - in the form of a hollow truncated cone is rigidly connected with the smaller base promelsutochnoy pipe.

S

if