Фурма для продувки металу

1. Фурма для продувки металу, що містить головку із соплами і концентрично розташовані труби, що утворюють канали для подачі газу, підведення і відведення охолоджувача, яка відрізняється тим, що на поверхні труб для підведення і відведення охолоджувача виконані турбулізатори у вигляді гофрів. 2. Фурма за п. 1, яка відрізняється тим, що гофри виконано із шириною, що зменшується, а висотою, що збільшується уздовж осі фурми в напрямку до головки. 3. Фурма за пп. 1, 2, яка відрізняється тим, що вершини гофрів на трубах розташовані в одній площині. Корисна модель відноситься до області чорної металургії, конкретніше до пристроїв для продувки рідкого металу окислювачем і може бутивикористане при виробництві стали, наприклад, у конвертерах. Відома фурма, у якій у каналі для відводу охолоджувача на внутрішній поверхні зовнішньої труби нормально до неї виконані виступи висотою, рівної 0.025-0,5 ширини каналу, [див а с. СРСР №499317. кл. 3 21 С 5/48] У такій фурмі не досягається висока стійкість, тому що висота виступів мала, а їхнє розташування і форма не забезпечують достатню турбулізацію потоку охолоджувача. Відома також фурма для продувки металу, що містить голівку із соплами, концентричне розташовані труби, причому на внутрішній поверхні зовнішньої труби виконані турбулизаторы потоку охолодної рідини у виді гвинтових канавок [див. а.с. СРСР №587163. Кл 21 С5/48]. Застосування таких турбулизаторов сприяє підвищенню інтенсивності і рівномірності охолодження теплонапряженных стінок, однак виконання гвинтових канавок на внутрішній поверхні труби досить складно Найбільш близьким по технічному рішенню прототипом є фурма, що містить голівку із соплами І концентричне розташовані труби, що утворять канали для подачі газу, підведення і відводу охолоджувача, причому, на зовнішній поверхні внутрішньої труби утворюючий канал для відводу і відводу охолоджувача виконані турбулизаторы у виді виступів у формі рівностороннього трикутника [див. а.с. СРСР №908838. кл. З 21 С 5/48]. Ця фурма, як і перераховані вище, характеризується невисокою стійкістю, обумовленою нерівномірністю охолодження тепловоспринимающей поверхні, а наявність додаткових зварених швів, виконання поверхні однієї з труб складної форми токарською обробкою, є технологічно складним процесом. Задачею корисної моделі є удосконалення конструкції фурми для продувки металу, у якій зміна форми виконання конструктивних елементів дозволить за рахунок поліпшення теплопередачі збільшити стійкість фурми і спростити технологію виготовлення. Для рішення поставленої задачі, у фурмі для продувки металу, що містить голівку із соплами і концентричне розташовані труби, що утворять канали для подачі газу, підведення і відводу охолоджувача, і турбулизаторы потоку охолодної рідини, останні виконані у виді гофр на поверхні труб, що утворять тракти для відводу охолодної рідини. При цьому гофри виконані із шириною, що зменшується, а висотою, що збільшується уздовж осі фурми в напрямку до голівки. Причому вершини гофр на зовнішній і внутрішній трубах сполучені в одній площині. Виконання турбулизаторов потоку рідини у виді гофр дозволяє викликати зменшення швидкості прикордонного шару рідини у взаємно перпендикулярних площинах, що додає потокові пульсаци 00 О> Ю 5987 онные переміщення і завихрення, що сприяють інтенсифікації теплопередачі. Крім того, виконання турбулизаторов у виді гофр збільшує площа контакту охолоджувача з охолоджуваною поверхнею, що також підвищує ефективність відводу тепла від теплонапряженной поверхні. Гофри, виконані як на внутрішній поверхні труб, так і на зовнішньої, є компенсаторами змін геометричних розмірів теомоупруго напружених ділянок Фурми, тобто за рахунок виконання гофр відбувається вирівнювання геометричних параметрів фурми, зміна яких викликається впливом променистої енергії від розплавленого металу і кисню, що розширюється. І даному випадку гофрована поверхня працює за принципом сильфона. Спрощення технології виготовлення обумовлене тим, що одержати гофры можна одночасно на всій поверхні шляхом її попереднього розігріву в місцях утворення гофр і наступного відповідного стиску. Виконання гофр із висотою, що збільшується, і зменшуваною шириною уздовж осі фурми в напрямку до наконечника, дозволяє здійснити диференційоване охолодження фурми уздовж її осі за рахунок частоти, що збільшуються в напрямку до наконечника, і амплітуди потоку охолоджувача І площі контакту охолоджувача з фурмою. Сполучення вершин гофр в одній площині забезпечує постійно високу швидкість переміщення охолоджувача щодо охолоджуваних поверхонь. На кресленні показана фурма, поздовжній розріз. Фурма для продувки металу містить голівку 1 з газовими соплами 2. яка з'єднана з концентричне розташованими трубами 3.4 і 5. Труби утворять між собою тракти 6-8. призначені відповідно для подачі окислювача, охолодної рідини і відводу останньої Поверхня внутрішньої 4 і зовнішньої 5 труб виконана гофрованої, причому висота гофр 9 рівномірно збільшується по осі фурми в напрямку до голівки 1, а вершини розташовані в одній площині, перпендикулярної подовжньої осі фурми. Комп'ютерна верстка М. Клкжін Виготовлення гофрованої поверхні труб здійснюється в такий спосіб. Трубу 5 або 4 поміщають в індуктор і здійснюють місцевий розігрів труби до кувальної температури послідовно в місцях утворення гофр, а до торця труби прикладають зусилля, що забезпечує виникнення в місці розігріву труби напруг, рівні або перевищуючі напруги втрати стійкості труби в розігрітому місці, При цьому в місці розігріву труби утвориться зовнішній гофр, форму якого можна апроксимировать кривій типу "Локона Аньезі" Розташовуючи вершини гофров на зовнішній і внутрішній трубі в площинах, перпендикулярних подовжньої осі фурми, одержують тракт охолоджувача, що відводить, утворений двома эквидистантными (або близькими до эквидистантности) кривими Фурма працює в такий спосіб. Окислювач подають по центральному тракту 6. а охолоджувач по тракту 7 до поверхонь теплообміну торця голівки 1 і зовнішньої труби 5. Після охолодження теплонапряженных стінок фурми, рідину по тракті 8 відводять на злив. Проходячи по каналах 7 і 8 потоки охолоджувача під впливом гофр змінюють напрямок переміщення, що під дією інерційних сил забезпечує високий ступінь турбулізації потоку охолоджувача в подовжньому і поперечному напрямках і руйнування ламінарного пристенного шару. Це сприяє інтенсифікації процесів теплопередачі при охолодженні фурми. Труби 3 і 5 при розігріві в процесі роботи фурми мають значний (до 250 С) перепад температур: труба 3 захищена від теплового впливу реакційної' зони трубами 4 і 5 і двома потоками охолоджувача 7 І 8; труба 5 тільки зсередини прохолоджується вже підігрітим потоком 8 охолоджувача. Це обумовлює істотну різницю в подовженні труб 5 і 3 при роботі фурми і створює додаткові напруги вигину в зовнішньому шві, що розтягується, з'єднуючу трубу 5 і наконечник 1. Однак, при виконанні зовнішньої труби 5 з гофрами її "піддатливість" значно зростає, через що нагружение згаданого шва додатковими напругами практично не відбувається, що також сприяє підвищенню стійкості фурми. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601