Фурма для продувки конвертерної ванни

Реферат: UA 72992 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до чорної металургії, зокрема до конструкцій фурм для продувки конвертерної ванни зверху. Відома багатосоплова продувальна фурма [1], яка містить головку з соплами, осі яких сходяться у напрямку торцевої поверхні, не перетинаються і направлені по твірній односмугового гіперболоїда обертання. У відомій фурмі продувальні сопла розташовані тангенційно (під подвійним кутом нахилу) по відношенню до осі фурми та таким чином, що осі сопел на торці фурми розташовані на відстані, що дорівнює або близька до діаметра сопла. В результаті тангенційного розташування сопел кисневі струмені, що витікають, створюють момент сил, що надає сталеплавильній ванні додатковий обертаючий рух. Це призводить до поліпшення перемішування розплаву та інтенсифікації тепломасообмінних процесів у сталеплавильному агрегаті. Проте, у відомій фурмі вихідні перерізи сопел розташовані на незначній відстані один від одного, а міжсоплове тіло головки не охолоджується водою. В результаті тонка центральна міжсоплова перегородка головки швидко руйнується (оплавляється), продувальні струмені, що витікають, починають сильно взаємодіяти між собою, аж до утворення одного погано організованого струменя. При цьому швидко втрачається позитивний ефект продування ванни тангенційно розташованими соплами; продування становиться нестабільним, характеризується пульсаціями, сильними виносами металевого розплаву із агрегату, погіршенням процесу шлакоутворення та інших техніко-економічних показників виплавки сталі. Крім того, у відомій фурмі не визначене оптимальне просторове положення сопел у головці, зокрема не визначені оптимальні значення двох основних кутів між віссю сопла та віссю фурми (у вертикальній та горизонтальній площинах), що однозначно визначають положення сопел у головці при їх тангенційному розташуванні до осі фурми. Відома фурма для продування сталеплавильної, зокрема конвертерної, ванни зверху киснем [2], яка містить систему концентрично розташованих труб для підведення кисню, підведення і відведення охолоджувача, багатосоплову головку з тангенційно розташованими соплами Лаваля, які у площині торця головки фурми виконані по профілю криволінійних лопаток турбіни, поперечний переріз котрих повернений розширеною частиною до периферії фурми, а вгнутою - в сторону обертання струменя, при цьому два суміжних сопла утворюють між собою спрямовані до центру фурми тангенційні канали аеродинамічного профілю, вихідний переріз сопел закручено відносно вхідного на однаковий кут і закрутка двох суміжних сопел виконана у протилежних напрямках. При продуванні конвертерної ванни киснем з використанням відомої фурми, унаслідок тенгенційного розташування сопел відносно осі фурми та виконання сопел у поперечному перерізі у вигляді криволінійних лопаток турбіни, кисневі струмені, що витікають, мають подвійну закрутку: відносно осі фурми та відносно осі кожного з сопел. Як наслідок, це призводить до виникненню додаткових циркуляційних контурів руху розплаву у ванні (обертального відносно осі фурми та радіального від периферії до центру зони продування), поліпшенню перемішування розплаву та інтенсифікації тепломасообміних та фізико-хімічних процесів у сталеплавильному агрегаті. Недоліками відомої фурми є складність виготовлення продувальних сопел і головки в цілому, а також низька стійкість вихідних ділянок продувальних сопел та зварювальних швів їх з торцевою частиною фурми (при зварювальній конструкції). При виконанні головки без проміжного роздільника води практично весь потік охолоджувача перетікає з підвідного тракту у відвідний безпосередньо під середньою трубою фурми, а у центральній частині головки утворюється застійна зона води та має місце погане охолодження центральної частини торця головки [3]. При цьому форма сопла практично не впливає на структуру течії води у головці. При виконанні відомої фурми з проміжним роздільником води у головці, в наслідок того, що продувальні сопла розташовані у площині торця головки таким чином, що їх поперечний переріз розгорнений розширеною частиною до периферії головки, при течії охолоджувальної води уподовж найбільш теплонапруженої торцевої поверхні фурми у засоплових зонах (за розширеною частиною сопел) будуть утворюватися відривні течії води та області з погіршеною її циркуляцією. Сформований у верхній частині головки закручений потік води буде різко гальмуватися у центральній її частині, оскільки напрямок його закрутки не співпадає з напрямком закрутки поперечного перерізу сопел у нижній частині головки (поблизу торця фурми). Через погане охолодження та нерівномірний нагрів вихідних ділянок сопел складної форми має місце їх інтенсивне ерозійне зношування, яке призводить до "деформації" профілю вихідного перерізу сопел, зниженню стійкості фурми та швидкої втрати позитивного ефекту продування ванни тангенційно розташованими соплами. Крім того, у відомій фурмі не UA 72992 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 визначене оптимальне просторове положення сопел у головці, зокрема не визначені оптимальні значення двох основних кутів між віссю сопла та віссю фурми (у вертикальній та горизонтальній площинах), що однозначно визначають положення сопел у головці при їх тангенційному розташуванні до осі фурми. Таким чином, відома фурма, як і попередня, не дозволяє отримати стабільний та максимальний позитивний ефект від продування конвертерної ванни тангенційно розташованими відносно осі фурми соплами. Відома фурма для продувки металу [4] - найближчий аналог, яка містить концентрично розташовані труби, що створюють тракти підведення окиснювача, підведення та відведення охолоджувача, та головку з продувальними соплами, що розташовані тангенційно по відношенню до осі фурми та мають однаковий напрям закрутки, причому кут розкриття сопел лежить між вертикальними площинами, що перетинаються по осі фурми та розходяться - одна через центр вхідного, інша - через центр вихідного отвору сопла, та в горизонтальній площині складає (6-40)°. При цьому за рахунок використання тангенціально направлених по відношенню до осі фурми продувальних сопел може бути суттєво підвищена ефективність продування розплаву у сталеплавильному агрегаті, зокрема у конвертері: поліпшене перемішування у системі "металевий розплав-шлак-газова фаза", підвищений ступінь розосередження окислювального дуття у ванні, зменшений локальний перегрів реакційної зони, знижені інтенсивності бризко- та пилоутворення у зоні продувки, поліпшена керованість плавкою, зменшена інтенсивність заметалювання та підвищена стійкість фурми, футерівки горловини агрегату та іншого устаткування, поліпшені процеси шлакоутворення, дефосфорації та десульфурації металу, збільшений ступінь допалювання конвертерних газів, що відходять, та поліпшений тепловий баланс плавки. Проте, вказані вище переваги продування через фурму з тангенційно розташованими відносно її осі соплами можливо гарантовано досягти тільки при визначеному просторовому розташуванні сопел у головці, що забезпечує оптимальну взаємодію струменів окиснювача, що витікають, з газовою, шлаковою та металевою фазами у порожнині агрегату. У відомій фурмі (найближчому аналозі) не визначене оптимальне просторове положення сопел у головці, зокрема не визначені оптимальні значення двох основних кутів між віссю сопла та віссю фурми (у вертикальній та горизонтальній площинах), що однозначно визначають положення сопел у головці при їх тангенційному розташуванні відносно осі фурми. Це є основним недоліком відомої фурми. Кут розкриття сопел, що лежить між вертикальними плоскостями, що перетинаються по осі фурми та розходяться - одна через центр вхідного, інша - через центр вихідного отвору сопла, та в горизонтальній площині складає (6-40)°, що заявлений у прототипі, не однозначно характеризує положення сопел в головці. Так, наприклад, при одному і тому ж значенні вказаного кута, в залежності від довжини сопла та кута нахилу його до вертикалі може бути множина значень кута закрутки цього сопла (кута між вертикальною площиною, що проходить через вісь фурми і центр вихідного перерізу продувального сопла, і вертикальною площиною, що проходить через вісь цього сопла), і, як наслідок, можуть мати місце різні значення показників ефективності продування конвертерної ванни. Тобто неможливо гарантовано забезпечити досягнення усіх вказаних вище переваг продування ванни через фурму з тангенційно орієнтованими соплами (по відношенню до фурми з радіально орієнтованими до її осі соплами). Крім того, у відомій фурмі не визначена залежність оптимального кута закрутки продувальних сопел від їх кута нахилу до вертикалі; не використовуються додаткові переваги від можливості застосування додаткового центрального сопла (з визначеним прохідним перерізом) та центрального сопла з завихрювачем потоку окислювача з напрямком закрутки, що збігається з напрямком закрутки основних продувальних сопел. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити фурму для продувки конвертерної ванни, в якій за рахунок забезпечення оптимального кута закрутки продувальних сопел в залежності від кута нахилу їх до вертикалі (у діапазоні оптимальних значень останнього), стабільно досягаються оптимальні параметри взаємодії дуттьових струменів з конвертерною ванною, шлаком та газовою фазою, що дозволить підвищити ефективність продування конвертерної плавки: поліпшити перемішування у системі "металевий розплавшлак-газова фаза", підвищити ступінь розосередження окислювального дуття у ванні, зменшити локальний перегрів реакційної зони, інтенсивності бризко- та пилоутворення у зоні продувки, поліпшити керованість плавкою, зменшити інтенсивність заметалювання та підвищити стійкість фурми, футерівки горловини агрегату та іншого устаткування, поліпшити процеси шлакоутворення, дефосфорації та десульфурації металу, збільшити ступінь допалювання конвертерних газів, що відходять, та поліпшити тепловий баланс плавки. UA 72992 U 5 10 15 Вирішення поставленої задачі досягається за рахунок того, що у фурмі для продувки конвертерної ванни, яка містить концентрично розташовані труби, що створюють тракти для подання окиснювача, підведення та відведення охолоджувача, і головку з продувальними соплами, що розташовані тангенційно по відношенню до осі фурми та мають однаковий напрям закрутки, у відповідності до корисної моделі, кут закрутки  будь-якого продувального сопла відносно центру його вихідного перерізу, що є кутом між вертикальною площиною, що проходить через вісь фурми і центр вихідного перерізу цього сопла, і вертикальною площиною, що проходить через його вісь, визначений із співвідношення: 0,2      1,3   , град., де  - кут нахилу осі сопла до вертикалі у вертикальній площині, що проходить через вісь сопла, який знаходиться у діапазоні 8-23 град. Крім того, у головці розташоване додаткове центральне сопло, причому відношення площ прохідних перерізів центрального сопла і основних продувальних сопел визначено із співвідношення: Fц Fo 20 25 30 35 40 45 50 55  k , 1 k де Fц - площа прохідного перерізу центрального сопла; Fo - сумарна площа прохідного перерізу основних продувальних сопел; k - емпіричний коефіцієнт, що знаходиться у діапазоні: k  0,03  1/ nc ; nc - загальна кількість сопел в головці. Крім того, центральне сопло має завихрювач потоку окиснювача з напрямком закрутки, що збігається з напрямком закрутки основних продувальних сопел. Суть корисної моделі пояснюється рисунками (фіг. 1-8), де на фіг. 1, 2 представлено фурму для продувки конвертерної ванни за п. 1 формули корисної моделі (на фіг. 1 - вид зверху нижньої частини фурми; на фіг. 2 - подовжній розріз А-А нижньої частини фурми вертикальною площиною , що проходить через вісь сопла); на фіг. 3, 4 представлено фурму для продувки конвертерної ванни за п. 2 формули корисної моделі (на фіг. 3 - вид зверху нижньої частини фурми; на фіг. 4 - подовжній розріз А-А нижньої частини фурми вертикальною площиною, що проходить через вісь фурми); на фіг. 5-7 представлено фурму для продувки конвертерної ванни за п. 3 формули корисної моделі (на фіг. 5 - вид зверху нижньої частини фурми; на фіг. 6 подовжній розріз А-А нижньої частини фурми вертикальною площиною, що проходить через вісь фурми; на фіг. 7 - поперечний розріз Б-Б завихрювача тангенціального типу, що встановлений на вході у центральне сопло; на фіг. 8 представлена залежність відношення інтенсивностей бризкоутворення при використанні фурм з тангенційно (Іт) та радіально (Іо; при  = 0) розташованими (по відношенню до осі фурми) соплами від відношення кутів (/), що отримана шляхом чисельного моделювання на комп'ютері взаємодії продувальних надзвукових струменів з рідиною для системи "повітря-вода" для випадків верхнього та комбінованого продування на моделі конвертера). При створенні корисної моделі виходили з наступних положень. При виконанні фурми з продувальними соплами, що розташовані тангенційно по відношенню до осі фурми та мають однаковий напрямок закрутки, таким чином, що кут закрутки  будь-якого продувального сопла відносно центру його вихідного перерізу, що є кутом між вертикальною площиною, що проходить через вісь фурми і центр вихідного перерізу цього сопла, і вертикальною площиною, що проходить його вісь, визначений із співвідношення: 0,2      1,3   , град., де  - кут нахилу осі сопла до вертикалі у вертикальній площині, що проходить через вісь сопла, який знаходиться у діапазоні 8-23 град., забезпечуються: оптимальне співвідношення подовжньої, радіальної та тангенційної (відносно осі фурми) складових імпульсу струменів окиснювача, що витікають із продувальних сопел та, як наслідок, оптимальні параметри взаємодії дуттьових струменів з конвертерною ванною, шлаком та газовою фазою. Це призводить до поліпшення перемішування у системі "металевий розплав-шлак-газова фаза", підвищення ступеня розосередження окислювального дуття у ванні, зменшення локального перегріву реакційної зони, інтенсивності бризко- та пилоутворення у зоні продувки, поліпшення керованістю плавкою, зменшення інтенсивності заметалювання та підвищення стійкості фурми, футерівки горловини агрегату та іншого устаткування, поліпшення процесів шлакоутворення, дефосфорації та десульфурації металу, збільшення ступеня допалювання конвертерних газів, що відходять, та поліпшення теплового балансу плавки. При цьому (див. фіг. 8) у діапазоні значень відношення кутів (/)=0,2-1,3 має місце найбільш суттєве зменшення інтенсивності бризкоутворення. Оптимальні значення параметра (/) знаходяться у наступних діапазонах: UA 72992 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 для верхнього продування конвертерної ванни 0,4-0,8; для комбінованого продування конвертерної ванни 0,5-1,1. У випадку, коли кут закрутки сопла відносно центру його вихідного перерізу -  є меншим, ніж визначений із заявленого співвідношення (тобто при величині , меншої за 0,2), значно знижуються тангенційні складові (відносно осі фурми) швидкості та імпульсу струменів окислювача, що витікають із продувальних сопел фурми. При цьому по своїм характеристикам продувка конвертерної ванни незначно відрізняється від продувки через звичайну фурму з радіально розташованими (відносно її осі) соплами (при =0). У випадку, коли кут  є більшим, ніж визначений із заявленого співвідношення (тобто при величині , більшої за 1,3), тангенційні складові (відносно осі фурми) швидкості та імпульсу струменів окислювача, що витікають із продувальних сопел фурми, є занадто великими, при цьому подовжні складові швидкості та імпульсу струменів суттєво зменшуються. Це призводить до значного збільшення інтенсивності бризкоутворення і суттєвого зменшення заглиблення струменів окислювача у ванну, що, в свою чергу, призводить до погіршення перемішування нижніх шарів розплаву та керування процесом продування конвертерної плавки, переокиснення шлаку і верхніх шарів металевого розплаву та погіршення умов роботи футерівки конвертера. У випадку, коли кут нахилу осі сопла до вертикалі у вертикальній площині, що проходить через вісь сопла -  є меншим, ніж визначений із заявленого діапазону (тобто при величині  меншої, ніж 8 град), при усіх значеннях кута , визначених із заявленого співвідношення, для сучасних конвертерів не забезпечується необхідний ступінь розосередження дуття по поверхні конвертерної ванни: величина відносної площі F рз  Fрз / F в (де Fрз , F в - площі поперечних перерізів сумарної реакційної зони і конвертерної ванни відповідно) істотно менша за оптимальну. Має місце неефективне "жорстке" продування ванни і незадовільне шлакоутворення, що призводить до заметалювання обладнання, погіршенню якості сталі (зниження ступенів дефосфорації та десульфурації металу), що виплавляється, теплового балансу (зниження ступеня допалювання СО над ванною) та техніко-економічних показників плавок. Крім того, у цьому випадку при збільшенні кількості продувальних сопел у головці фурми буде мати місце посилення взаємодії і злиття струменів окислювача над ванною, що призведе до суттєвого погіршення усіх характеристик процесу продувки плавки. У випадку, коли кут  є більшим, ніж визначений із заявленого діапазону (тобто при величині  більшої, ніж 23 град), при усіх значеннях кута , визначених із заявленого співвідношення, для сучасних конвертерів не забезпечуються необхідні значення відносної глибини впровадження струменів дуття у ванну H рз  Hрз / H в (де Hрз , H в - глибина реакційної зони і ванни металу відповідно), має місце неефективне занадто "м'яке" продування конвертерної ванни. Це призводить до погіршення перемішування нижніх шарів металевого розплаву, суттєвого зниження швидкості плавлення металобрухту, переокиснення шлаку і верхніх шарів розплаву, погіршення керування процесом продування конвертерної плавки та умов роботи футерівки конвертера, подовження тривалості періоду продування, підвищення угару та окисненості металу, вірогідності "викидів" шлаку та шлакометалевої емульсії. При виконанні фурми для продувки конвертерної ванни з додатковим центральним соплом, при відношенні площ прохідних перерізів центрального сопла і основних продувальних сопел визначених із заявленого співвідношення, кількість основних продувальних сопел, що розташовуються по колу на периферійній частині головки, може бути зменшена. Це дозволить збільшити відстань між вихідними перерізами основних продувальних сопел, зменшити термічне напруження у місцях з'єднування сопел з нижньою найбільш теплонапруженою частиною головки фурми, поліпшити гідродинаміку течії охолоджувача в ній та, як наслідок, зменшити ерозійний знос вихідних ділянок сопел, збільшити стійкість головки та фурми в цілому. Крім того, наявність центрального струменя окислювача з оптимальними параметрами витікання буде додатково захищати центральну частину головки фурми від попадання на неї бризок металу, а наявність центрального сопла дозволить підсилить жорсткість конструкції головки, що також буде сприяти підвищенню її стійкості. У випадку, коли відношення Fц / Fo  є меншим, ніж визначене із заявленого співвідношення (тобто при величині k, меншої за 0,003), ефект продування ванни через центральне сопло є слабко вираженим. Центральний струмінь окислювача є занадто енергетично слабким по відношенню до основних продувальних струменів і може руйнуватися при взаємодії з останніми. У випадку, коли відношення Fц / Fo  є більшим, ніж визначене із заявленого співвідношення (тобто при величині k, більшої за 1/nc, де nc - загальна кількість сопел в головці), має місце занадто велика витрата окислювача, що витікає з центрального сопла. Це призводить до UA 72992 U 5 10 15 20 25 збільшення інтенсивності бризкоутворення та зміщування режиму продування конвертерної плавки у бік "жорсткого" продування з усіма негативними наслідками, що вказані вище. При виконанні фурми для продувки конвертерної ванни з додатковим центральним соплом, що має завихрювач потоку окиснювача з напрямком закрутки, що збігається з напрямком закрутки основних продувальних сопел забезпечується ефективна організація вихрової зони допалювання СО-вмісних газів, що виділяються із конвертерної ванни (переважно у районі реакційної зони). За умови, що напрямки закрутки центрального вихрового і основних продувальних струменів окиснювача збігаються, зона допалювання газів є достатньо тривкою, має більшу площу взаємодії з конвертерними газами, що відходять, і розташовується ближче до ванни; збільшується інтенсивність теплообміну між ними, що збільшує кількість корисно використаної теплоти (для поліпшення теплового балансу плавки) та ефективність застосування енергозберігаючої технології допалювання відхідних газів в цілому. Фурма для продувки конвертерної ванни містить (фіг. 1, 2) концентрично розташовані труби 1, що створюють тракти для подання окиснювача 2, підведення та відведення охолоджувача 3, і головку 4 з продувальними соплами 5, що розташовані тангенційно по відношенню до осі 6 фурми та мають однаковий напрям закрутки, причому кут закрутки  будь-якого продувального сопла 5 відносно центру 7 його вихідного перерізу, що є кутом між вертикальною площиною в, що проходить через вісь 6 фурми і центр 7 вихідного перерізу цього сопла 5, і вертикальною площиною , що проходить через вісь 8 цього сопла 5, визначений із співвідношення: 0,2      1,3   , град., де  - кут нахилу осі 8 сопла 5 до вертикалі у вертикальній площині а, що проходить через вісь 8 сопла 5, який знаходиться у діапазоні 8-23 град. Фурма для продувки конвертерної ванни може мати розташоване у головці 4 додаткове центральне сопло 9 (див. фіг. 3, 4), причому відношення площ прохідних перерізів центрального сопла 9 і основних продувальних сопел 5 визначено із співвідношення: Fц Fo 30 35 40 45 50 55  k , 1 k де Fц - площа прохідного перерізу центрального сопла 9; Fo - сумарна площа прохідного перерізу основних продувальних сопел 5; k - емпіричний коефіцієнт, що знаходиться у діапазоні: k  0,03  1/ nc ; nc - загальна кількість сопел в головці (основні продувальні та центральне сопла). Основні продувальні сопла фурми є надзвуковими соплами. Найбільш простий варіант конічні сопла Лаваля. Центральне сопло фурми може бути виконано у вигляді сопла Лаваля (надано на фіг. 4, 5) чи циліндричного, чи конічного, що звужується, сопла. Площа прохідного перерізу сопла будь-якого з вказаних типів є площа його мінімального перерізу. У випадку, коли фурма для продувки конвертерної ванни містить додаткове центральне сопло 9 (див. фіг. 5-7), воно може мати завихрювач 10 потоку окислювача з напрямком закрутки, що збігається з напрямком закрутки основних продувальних сопел. На фіг. 5, 6 напрямок закрутки основних продувальних сопел (по напрямку кута β) - по годинниковій стрілці, на фіг. 8 напрямок закрутки потоку окислювача у центральному соплі (у відповідності розташування тангенціальних каналів завихрювача) - також по годинниковій стрілці. Поданий на фіг. 5-7 завихрювач 10 центрального сопла 9 виконано тангенціальним з циліндричними каналами. Проте в загальному випадку він може бути іншого звісного типу (шнековий, гвинтовий, лопатевий та ін.). Пристрій працює таким чином. В процесі конвертерної плавки через тракт подання окиснювача 2 (фіг. 1-6) окиснювач (кисень чи суміш кисню з іншим газом) підводиться до продувальних сопел 5 головки 4, проходить через них і витікає в робочий простір конвертера у вигляді надзвукових струменів, що використовуються для продування ванни зверху. Для охолоджування головки 4 та конструкції фурми в цілому, які піддаються високотемпературному впливу в робочому просторі конвертера, через тракти 3 підводиться та відводиться охолоджувач (охолоджувальна вода). При умові, що продувальні сопла 5 розташовані по відношенню до осі 6 фурми тангенційно таким чином, що кут  між вертикальною площиною в, що проходить через вісь 6 фурми і центр 7 вихідного перерізу будь-якого продувального сопла 5, і вертикальною площиною α, що проходить через вісь 8 цього сопла 5 (кут закрутки сопла 5 відносно центру 7 його вихідного перерізу), визначений із співвідношення: 0,2      1,3   , град., де  - кут нахилу осі 8 сопла 5 до вертикалі у вертикальній площині а, що проходить через вісь 8 сопла 5, який знаходиться у діапазоні 8-23 град., стабільно забезпечуються: оптимальне співвідношення подовжньої, радіальної та тангенційної (відносно осі фурми) складових імпульсу UA 72992 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 струменів окиснювача, що витікають із продувальних сопел 5 та, як наслідок, оптимальні параметри взаємодії дуттьових струменів з конвертерною ванною, шлаком та газовою фазою, у тому числі оптимальні значення параметрів Hрз та Fрз . Це призводить до поліпшення перемішування у системі "металевий розплав-шлак-газова фаза", підвищення ступеня розосередження окислювального дуття у ванні, зменшення локального перегріву реакційної зони, інтенсивності бризко- та пилоутворення у зоні продувки, поліпшення керованістю плавкою, зменшення інтенсивності заметалювання та підвищення стійкості фурми, футерівки горловини агрегату та іншого устаткування, поліпшення процесів шлакоутворення, дефосфорації та десульфурації металу, збільшення ступеня допалювання конвертерних газів, що відходять, та поліпшення теплового балансу плавки. У випадку (фіг. 3, 4), коли фурма для продувки конвертерної ванни має розташоване у головці 4 додаткове центральне сопло 9 при відношенні площ прохідних перерізів центрального сопла 9 і основних продувальних сопел 5, що визначене із заявленого співвідношення, при зменшеній кількості основних продувальних сопел 5 (на одне сопло: з шести до п'яти) поліпшується гідродинаміка течії води та охолодження головки фурми. При цьому центральний струмінь окиснювача з оптимальними параметрами витікання є сталим, не порушує організацію взаємодії основних продувальних струменів окиснювача з газовою фазою, шлаком та металевим розплавом у порожнині конвертера і додатково захищає центральну частину головки 4 фурми від попадання на неї бризок металу. У випадку (фіг. 5-7), коли у фурмі для продувки конвертерної ванни додаткове центральне сопло 9 (при відношенні площ прохідних перерізів центрального сопла 9 і основних продувальних сопел 5, що визначене із заявленого співвідношення) має завихрювач 10 потоку окиснювача з напрямком закрутки, що збігається з напрямком закрутки основних продувальних сопел, із центрального сопла 9 витікає вихровий струмінь окиснювача, що формує сталу вихрову зону допалювання СО-вмісних газів, які виділяються переважно у районі реакційної зони, поблизу металевої ванни. В наслідок цього забезпечуються ефективне допалювання конвертерних газів та високий ступінь корисного використання ванною додатково отриманої теплоти. Крім того, вихровий центральний струмінь окиснювача сприяє прискоренню та поліпшенню процесу шлакоутворення в процесі конвертерної плавки. При використанні запропонованої конструкції фурми стабільно досягаються оптимальні параметри взаємодії дуттьових струменів з конвертерною ванною, шлаком та газовою фазою, що дозволить підвищити ефективність продування конвертерної плавки: поліпшити перемішування у системі "металевий розплав-шлак-газова фаза", підвищити ступінь розосередження окислювального дуття у ванні, зменшити локальний перегрів реакційної зони, інтенсивності бризко- та пилоутворення у зоні продувки, поліпшити керованість плавкою, зменшити інтенсивність заметалювання та підвищити стійкість фурми, футерівки горловини агрегату та іншого устаткування, поліпшити процеси шлакоутворення, дефосфорації та десульфурації металу, збільшити ступінь допалювання конвертерних газів, що відходять, та поліпшити тепловий баланс плавки, і в кінцевому підсумку - зменшити собівартість сталі, що виплавляється. Джерела інформації: 1. А.С.СРСР № 392101, МПК С 21 С 5/48, 27.07.73 p. 2. А.С. СРСР № 1740431, МПК С 21 С 5/48, 15.06.92 p. 3. Анализ эффективности систем охлаждения наконечников кислородных конвертерных фурм / Сущенко А. В., Балаба А. П. // Сталь.-2009. - № 5. - С. 14-17. 4. А.с. СРСР № 810831, МПК С 21 С 5/48,07.03.81 р. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 1. Фурма для продувки конвертерної ванни, яка містить концентрично розташовані труби, що створюють тракти для подання окиснювача, підведення та відведення охолоджувача, і головку з продувальними соплами, що розташовані тангенційно по відношенню до осі фурми та мають однаковий напрям закрутки, яка відрізняється тим, що кут закрутки β будь-якого продувального сопла відносно центру його вихідного перерізу, що є кутом між вертикальною площиною, що проходить через вісь фурми і центр вихідного перерізу цього сопла, і вертикальною площиною, що проходить через його вісь, визначений із співвідношення: 0,2      1,3   , град., де  - кут нахилу осі сопла до вертикалі у вертикальній площині, що проходить через вісь сопла, град.; UA 72992 U при цьому кут  знаходиться у діапазоні 8-23 град. 2. Фурма для продувки конвертерної ванни за п. 1, яка відрізняється тим, що у головці розташоване додаткове центральне сопло, причому відношення площ прохідних перерізів центрального сопла і основних продувальних сопел визначено із співвідношення: 5 Fц Fo  k , 1 k де Fц - площа прохідного перерізу центрального сопла; Fo - сумарна площа прохідного перерізу основних продувальних сопел; k - емпіричний коефіцієнт, що знаходиться у діапазоні: k  0,03  1/ nc ; 10 nc - загальна кількість сопел в головці. 3. Фурма для продувки конвертерної ванни за п. 2, яка відрізняється тим, що центральне сопло має завихрювач потоку окиснювача з напрямком закрутки, що збігається з напрямком закрутки основних продувальних сопел. 6 UA 72992 U 7 UA 72992 U 8 UA 72992 U 9 UA 72992 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10