Кислородная фурма

 

Союз Советских

Социалистикеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ (11) ВОЭ67О (6I) Дополнительное к авт. свиа.ву (22) Заявлено28.03.75 (21) 2116550/02 с присоединением заявки №

2 (51) М. Кл.

С 21 С 5/48

Государственный номнтет

Совета. Мнннстраа СССР по делам нзобретеннй н еткрытнй (23) Приоритет (43} Опубликовано25.04.78.Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания 04.04,78 т53) УДК 669.184. 14 (088.8) В. К. Рочняк, С, М, Пивоварова, О. Х, Охримчук и И. В. Довженко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт черной металлургии (54) КИСЛОРОДНАЯ ФУРМА

Изобретение относится к металлургии и совершенствует конструкции фурм для рафинирования чугуна продувкой его кислородом сверху, Известны фурмы цля продувки сталеплавильной ванны кислородом сверху, состоя1цие из концентрично расположенных труб и головки с соплами. Охлаждение фурм осуществляется прокачиванием охладителя, например, воды по межтрубным зазорам с по- 0 следуюшим отводом на слив (lj

Наиболее близкой по технической сушности и достигаемому результату к предложенному изобретению является фурма, состояшая из торцовой головки с дутьевыми д соплами, жестко соединенных с ней трех концентрически расположенных труб, средняя из которых образует в верхней своей части кольцевой зазор с крышкой фурмы (2) .

20.

Недостатком такой фурмы является от сутствие интенсивного обмена между ядром потока охладителя и его пограничным слоем, что резко уменьшает теплопередачу от поверхности теплообмена к жидкому охла- 25 дителю — кислороду, снижает интенсивность охлаждения, и эффективность использования жидкого кислорода как охладителя.

Пель изобретения - повышение эффективнос ти охлаждения, Это достигается тем, что фурма снабжена профилированной вставкой, расположенной между наружной и средней трубами, жестко соединенной с последними в местах касания и образуюшей вместе с ними отдельные, равные между собой каналы.

Вставка может быть выполнена рассеченной по высоте фурмы на секции, причем четные секции повернуты относительно нечетных секций на половину сечения отдельного канала, Ширина выступов и/или впадин вставки может быть равна 0,4-1 величины зазора между наружной и средней трубами.

На фиг, 1 представлена фурма, продольный разрез; на фиг, 2-Э даны варианты выполнения вставок.

Кислородная фурма состоит из центральной 1, средней 2 и ня ужной Э концентрически расположенных труб, которые жестко

603670 соединены с торцовой головкой 4, имеющей цутьевые сопла 5, Фурма снабжена профилированной вставкой 6, жестко соециненной с наружной и среднеи трубами в местах касания и образующей вмесге с ними отдельные равные между собой продольные каналы.

Для более рациональной интенсификации тепло-массообмена между отдельными потоками в каналах и слоями кислорода в пото- !О кях вставка выполнена рассеченной по высоте фурмы на секции 7, причем каждая четI ная секция повернута относительно нечетных секций на половину сечения отдельного капала. 15

Сехции продольной профилированной вставки примыкают одна к другой плотно, без зазора, Фурма работает следующим образом.

Жидкий кислород по центральному тракту подают в межсопловую полость. Проходя через пережим в нижней части центральной трубы 1, поток кислорода достигает дополнительной поверхности торцовой головки 4, равномерно и интенсивно бхлаждает ее и, частично испаряясь, уходит в виде газо-жидкостной смеси в наружный кольцевой зазор, затем через кольцевой зазор кислород поступает к продувочным соплам 5.

Проходя по зазо у, поток кислороца раз30 бивеетси сеипиими 1 пропопьиов профильной вставки 6 на продольные отдельные потоки, равные между собой. Каждый поток кислорода при прохождении по каналу периЗъ одически разделяется на два полупотока, каждый из которых вместе со смежным полупотоком образует новый поток, равный по сечению первоначальному, Но смещенному относительно него на половину шага канаО ла, вслецствие чего потоку сообщаются поперечное и продольное пульсационные движения, При этом вдоль стенок каналов периодически образуются граничные вихри, распростраS няющиеся вдоль непрерывной длины канала в каждой секции вставки, Интенсивность этого вихря характеризуется как гидродипамическим (а в верхней части кольцевого заЗора газодинамическим} эффектом ВхОдя по- О тока кислорода в канал, тяк и толщиной его стенки (ребра)„

Секции продольной вставки примыкают друг к другу так, что между задней кромкой предыдушего канала и передней кромкой последующего нет зазора, поэтому при протекании кислорода из предыдущего канала в последующий происходит местное внезапное сужение и расширение потока кислорода изза разной толщины стенки каналов, Подобный эффект при небольших пережатиях капяла приводит к рациональной интенсификации теплоотдачи в канале.

Ьолее нагретые частички кислорода по сечению канала находятся у его стенок (ребер), а при дальнейшем движении кислорода они попадают в ядро потока следующего канала, Поскольку ряцом с этими горячими частичками во вновь сформированном ядре потока присутствуют более холодные, то возникает дополнительный тепловой поток.

Таким образом, если в гладком канале наблюдается однонаправленный тепловой поток от периферии к Ъдру, то в рассеченном канале имеется разнонаправленнь.й тепловой лоток — от периферии к ядру и от ядра к периферии, Это явление способ -ствует интенсификации теплоотдачи в каналах, Использование предложенной кислородной фурмы позволит повысить эффективность охлаждения и ее стойкость.

Формула изобретения

1 ° Кислородная фурма, содержащая торцс вую головку с дутьевыми соплами, жестко соединенные с ней три концентрически расположенные трубы, средняя из которых образует верхней своей частью кольцевой зазор с крышкой фурмы, о т л и ч а ю— гц а я с я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, фурма снабжена профилированной вставкой, расположенной между наружной и средней трубами, жестко соединенной с последними в местах касания и образующей вместе с ними отдельные, равные между собой каналы.

2. Фурмя поп. 1, о тл ичаю щ а я с я тем, что вставка выполнена рассеченной по высоте фурмы на секции, причем четные секции повернуты относительно нечетных секций на половину сечения отдельного канала, 3. Фурма по и, 1, отличаю ш а я с я тем, что ширина выступов и/или впадин вставки равна 0,4-1,0 величины зазора между наружной и средней трубами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Явойский В, И, и Ойке Г, Н, Металлургия стали, М„Металлургия, 1973, с. 646, 2, Лвторское свидетельство % 342916, кл. С 21 С 5/48, 07.07.69, 603670

"А- А

Фиг. Z

Составитель Ф. Савипкий

Реда ктор Н, Разумова Техред 3 фа а Корректор Л. Кравченко

Заказ 2008/23 Тираж 716 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1.13035, Москва, >К-35, Раушскал нлб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проект««я, 4