Фурмена головка з суцільноточеним наконечником

1 Фурмена головка з суцільноточеним наконечником, яка містить виточений з суцільної поковки наконечник з соплами і ВІДВІДНИМИ каналами, центральний, проміжний і ЗОВНІШНІЙ з'єднувальні патрубки, яка відрізняється тим, що в наконечнику між соплами виконано по два ВІДВІДНИХ канале, що сходяться до центру головки і розходяться до периферії головки, поздовжні осі ВІДВІДНИХ каналів паралельні ЗОВНІШНІЙ поверхні наконечника, симетричні відносно радіальної осі, яка проходить посередині міжсоплового простору, і розташовані на одному рівні відносно зовнішньої поверхні наконечника, причому кут між поздовжніми осями ВІДВІДНИХ каналів складає 10-60° 2 Фурмена головка з суцільноточеним наконечником за п 1, яка відрізняється тим, що величина площі поперечного перерізу вихідних ділянок ВІДВІДНИХ каналів довжиною до 0,5 від загальної довжини ВІДВІДНИХ каналів складає 1,0-2,0 відзначення площі поперечного перерізу вхідних ділянок ВІДВІ Винахід відноситься до чорної металурги, зокрема до конструкцій водоохолоджуваних пристроїв для продувки розплаву газами Фурмені головки, що використовуються у НИНІШНІЙ час для продувки розплаву, мають низьку СТІЙКІСТЬ, бо їхні конструкції, в більшості своїй, зварні, В них сопла закріплюються шляхом зварювання в нижній МІДНІЙ (наконечнику) і верхній стальній (колекторі) тарілках Із-за впливу агресивного високотемпературного середовища в робочій порожнині конвертера ЗОВНІШНІ зварні шви, що з'єднують сопла з мідною тарілкою, внаслідок зниженої теплопровідності їхнього матеріалу розм'якшуються і частково оплавляються Під дією термічних напружень і пластичних деформацій, які виникають під час роботи, наконечник деформується, що призводить до виривання сопел з отворів в нижній тарілці і порушення герметичності зварних швів навколо сопел через їхню низьку МІЦНІСТЬ, ЩО обумовлена великою пористістю МІДІ зварних швів та їхньою невеликою товщиною в порівнянні з матеріалом іншої частини наконечника Таким чином, фурмена головка стає непридатної до подальшої експлуатації вуються суцільноточені наконечники, які не мають навколо сопел зварних швів, що позитивно відбивається на їхній СТІЙКОСТІ Однак, в результаті специфічності конструкції суцільноточених наконечників простір між соплами охолоджується набагато гірше, ніж в зварних головках Це пояснюється тим, що в зварних головках простір між соплами вільний для проходу води і вона рівномірно охолоджує всю внутрішню поверхню наконечника між соплами В суцільноточених же наконечниках міжсопловий простір уявляє собою ділянку МІДІ, в якій виконаний ВІДВІДНИЙ канал для проходження охолоджувача Ця ділянка уявляє собою сектор кільця, розширеного до периферії головки, а ВІДВІДНИЙ канал, що, як правило, проходить посередині даного сектора, має циліндричну форму, тому між соплами і ВІДВІДНИМИ каналами з тильної (за напрямком руху води) сторони сопел утворюються ділянки стовщення з незадовільним охолодженням, що призводить до перегрівання навколосоплових областей Саме тому означені конструкції дуттьових пристроїв декілька передчасно виходять з ладу із-за виникнення локальних зон оплавлення наконечника ВІДОМІ конструкції фурмених головок (а с СРСР №1177355, кл С21С5/48, 1985, а с СРСР №1211302, кл С21С5/48, 1986), в яких використо Найбільш близькою до описуемого винаходу за технічною суччю і досягаємим результатом є багатосоплова конструкція головки (а с СРСР ДНИХ каналів (О 46994 №1678848, кл С21С5/48, 1991) кисневої фурми, падку з являються ділянки стовщення з незадовіяка містить концентрично розташовані зовнішню, льним охолодженням між ВІДВІДНИМИ каналами, внутрішню і розділову труби, що утворюють тракти що знову призведе до падіння СТІЙКОСТІ дуттьових підведення кисню, підведення і відведення охолопристроїв Виконання куту менше за 10° не має джувача, наконечник з соплами і перехідними (ВІДсенсу, бо при цьому ділянки стовщення з незадоВІДНИМИ) каналами, що з'єднують тракти підведенвільним охолодженням між соплами і ВІДВІДНИМИ ня і відведення охолоджувача Кожний перехідний каналами не усуваються Виконання ВІДВІДНИХ каканал оснащений двома додатковими каналами, налів паралельно ЗОВНІШНІЙ поверхні наконечника, що розташовані по обидві сторони від перехідного симетрично відносно середини міжсоплового проканалу, який на своєму виході оснащений кільцестору і на одному рівні відносно зовнішньої повервою вставкою Кільцева вставка створює додаткохні наконечника дозволить забезпечити рівномірвий опір охолоджувачу при його русі по перехідний ВІДВІД тепла від всієї внутрішньої поверхні ному каналу і це дає можливість направити наконечника Значення площі поперечного переріохолоджувач з однаковими витратами по перехідзу вихідних ділянок каналів довжиною до 0,5 від ним і додатковим каналам Виконання додаткових загальної довжини ВІДВІДНИХ каналів повинно бути каналів в ділянках стовщення між соплами і перене менше значення площі поперечного перерізу хідними каналами дозволяє здійснити ефективне вхідних ділянок каналів з метою забезпечення одохолодження означених ділянок наконечника, тим накової втрати охолоджувача за всією довжиною самим усуваючи локальні ділянки перегрівання ВІДВІДНИХ каналів 3 метою максимального усунендуттьового пристрою навколо сопел, що сприяє ня ділянок поганого охолодження навколо сопел і підвищенню СТІЙКОСТІ фурмених головок більш рівномірного розподілу охолоджувальної води по всій області за соплами доцільніше ВИХІДНІ Вадою цих головок є значне ускладнення конструкції, яке виявляється в підвищенні механічної обробки і додатковому виготовленні кільцевих вставок, що призводить до підвищення вартості дуттьових пристроїв і трудомісткості їхнього виготовлення В основу винаходу поставлена задача вдосконалення фурменої головки з суцільноточеним наконечником до верхньої кисневої фурми, як з периферійним, так і з центральним підведенням води, в якій шляхом спрощення виконання ВІДВІДНИХ каналів усуваються ділянки стовщення з незадовільним охолодженням між соплами і ВІДВІДНИМИ каналами, що забезпечує ефективне охолодження означених зон наконечника і за рахунок цього збільшується СТІЙКІСТЬ дуттьового пристрою Поставлена задача вирішується тим, що у фурменій головці з суцільноточеним наконечником, яка містить виточений з суцільної поковки наконечник з соплами і ВІДВІДНИМИ каналами, центральний, проміжний і ЗОВНІШНІЙ з'єднувальні патрубки, згідно винаходу, в наконечнику між соплами виконано по два ВІДВІДНИХ канали, що сходяться до центру головки і розходяться до периферії головки, поздовжні осі ВІДВІДНИХ каналів паралельні ЗОВНІШНІЙ поверхні наконечника, симетричні відносно радіальної осі, яка проходить посередині міжсоплового простору, і розташовані на одному рівні відносно зовнішньої поверхні наконечника, причому кут між поздовжніми осями ВІДВІДНИХ каналів складає 10 - 60° Величина площі поперечного перерізу вихідних ділянок ВІДВІДНИХ каналів довжиною до 0,5 від загальної довжини ВІДВІДНИХ каналів складає 1,0 2,0 від значення площі поперечного перерізу вхідних ділянок ВІДВІДНИХ каналів Виконання між соплами по два ВІДВІДНИХ каналу, які сходяться до центру головки і розходяться до периферії головки під кутом, величина якого знаходиться в означеному інтервалі значень, дозволить звести до мінімуму товщину ділянок незадовільного охолодження між ВІДВІДНИМИ каналами і соплами, що дозволить уникнути перегрівання навколосоплових зон дуттьового пристрою Виконання кучу більше 60° недоцільно, бо в цьому ви ДІЛЯНКИ ВІДВІДНИХ каналів довжиною до 0,5 від за гальної довжини ВІДВІДНИХ каналів виконувати декілька більшою площею поперечного перерізу (до 2,0 від значення площі поперечного перерізу вхідних ділянок ВІДВІДНИХ каналів), забезпечуючи таким чином високоефективне охолодження наконечника Збільшення площі поперечного перерізу вихідних ділянок каналів більше 2,0 від площі поперечного перерізу вхідних ділянок ВІДВІДНИХ каналів неприпустимо, бо призведе до значного зниження швидкості охолоджувальної води Це різко зменшить ефективність теплозйому з охолоджуваної поверхні і призведе до значного падіння СТІЙКОСТІ фурмених головок На фіг 1 і фіг 2 зображені п'ятисоплові фурмені головки ВІДПОВІДНО для дуттьових присвоїв з центральним підведенням кисню і з центральним підведенням води, на фіг 3 - зображений перетин А - А по осі ВІДВІДНИХ каналів паралельно ЗОВНІШ НІЙ поверхні наконечника Дуттьові пристрої складаються з наконечника 1 з соплами 2 і ВІДВІДНИМИ каналами 3, центрального 4, проміжного 5 і зовнішнього 6 з'єднувальних патрубків В конструкції головки до фурм з периферійним подаванням води, окрім перелічених елементів, в наконечнику є канали підведення води 7 до центру наконечника Пристрої працюють наступним чином Охолоджувальна вода надходить до ВІДВІДНИХ каналів З дуттьового пристрою через канали підведення води 7 (в фурмах з периферійним подаванням охолоджувача) або через центральний з'єднувальний патрубок 4 (в фурмах з центральним подаванням води) На початкових ділянках ВІДВІДНИХ каналів 3 вода одержує необхідну швидкість і, потрапляючи до вихідних ділянок ВІДВІДНИХ каналів З, що мають більшу площу поперечного перерізу, продовжує рухатися з такою же швидкістю, але більш широким фронтом, охолоджуючи більшу поверхню наконечника між соплами Вийшовши з ВІДВІДНИХ каналів, завдяки більшому поперечному перерізу їхніх вихідних ділянок, вода розтікається по більшій поверхні наконечника, охолоджуючи її в максимальній мірі Таким чином, забезпечується рівномірний високоефективний теплозйом зі всієї 46994 внутрішньої поверхні наконечника і повністю вискорочення затрат людино-годин, втрат матеріалів ключається утворення ділянок стовщення з незаі прокату при виготовленні і монтажі головок, а довільним охолодженням між соплами і ВІДВІДНИМИ також при обслуговуванні верхніх фурм, підвиканалами, що забезпечить високу СТІЙКІСТЬ фурмещення терміну експлуатації фурм між замінами них головок головок, скорочення простоїв дуттьових пристроїв Застосування описаних конструкцій фурмених за причиною заміни головок і збільшення продукголовок дозволить отримати значний економічний тивності агрегатів, збільшення строку експлуатації ефект в результаті, зниження вартості виробу, механічного і зварочного обладнання о ФігЛ Фіг.З Фіі + 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71