Фурмена головка з суцільним сопловим блоком

1. Фурмена головка з суцільним сопловим блоком, що містить концентрично розташовані центральний, проміжний та зовнішній з'єднувальні патрубки, які утворюють тракти підведення газу, підведення та відведення охолоджуючої води, суцільний багатосопловий блок з центральним водяним каналом та підвідними і відвідними каналами для проходу охолоджувача між соплами, а також зазор між проміжним патрубком і внутрішньою поверхнею периферійної ділянки соплового блока, яка відрізняється тим, що площа прохідного перерізу зазору визначена із співвідношення: 2 3 Корисна модель відноситься до металургії, переважно до сталеплавильного виробництва. Відома фурмена головка з суцільним сопловим блоком та периферійним підведенням охолоджувача, яка містить розташовані між соплами та радіально до вісі головки канали для проходу охолоджувача [1]. Внаслідок значного гідравлічного опору течії охолоджувача у місці з'єднання каналів (у центрі головки) та низької швидкості охолоджувача в міжсоплових каналах, у відомому технічному рішенні не забезпечується достатнє охолодження центральної частини головки. Це призводить до збільшення вірогідності прогару центральної частини головки та «розгару» (ерозії) вихідних ділянок продувальних сопел, що, у свою чергу, призводить до дестабілізації дуттьового режиму плавки. Відома фурмена головка з суцільним сопловим блоком та периферійним підведенням охолоджувальної води, яка містить розташовані між соплами підвідні верхні та відвідні нижні канали для проходу води, причому відвідні канали виконано по два таким чином, що вони сходяться до центру головки і розходяться до її периферії, симетричні відносно радіальної осі, яка проходить посередині міжсоплового простору та розташовані на одному рівні відносно зовнішньої поверхні наконечника [2]. У відомому технічному рішенні, як і у попередньому випадку, не забезпечується достатнє охолодження центральної частини головки, з аналогічними наслідками. Недоліком цієї головки є також ускладнення конструкції та підвищення трудомісткості її виготовлення (збільшення кількості відвідних каналів, ускладнення їхньої форми, розташування їх під різними кутами та ін.). Крім того, така конструкція головки не забезпечує ефективне охолодження периферійної поверхні соплового блоку безпосередньо за соплами через проходження всього охолоджувача між ними (через підвідні та відвідні канали), що призводить до перегрівання та оплавлення зовнішніх навколо соплових ділянок блоку, порушенню геометричних розмірів сопел та передчасному виходу головки із ладу. Розгар зовнішніх ділянок сопел змінює розрахункові параметри дуття і веде до погіршення майже усіх технікоекономічних показників плавки. Найбільш близькою до запропонованої корисної моделі за технічною суттю та результатом, що досягається, є фурмена головка з суцільним сопловим блоком та периферійним підведенням охолоджувача [3] - найближчий аналог, що містить концентрично розташовані центральний, проміжний та зовнішній з'єднувальні патрубки, які утворюють тракти підведення газу, підведення та відведення охолоджуючої води, і суцільній багатосопловий блок, в якому виконані радіальні міжсоплові підвідні нижні та відвідні верхні канали для проходу охолоджувача, що з'єднані між собою через центральний вертикальний відвідний канал, причому проміжний патрубок встановлений з зазором до внутрішньої поверхні периферійної ділянки соплового блоку. Наявність центрального вертикального водяного каналу в відомій головці фурми дозволяє зменшити гідравлічний опір у місці з'єднання підві 54691 4 дних та відвідних каналів, збільшити витрату та швидкість охолоджувача, що рухається через них, покращити організацію течії охолоджувача та поліпшити охолодження центральної частини головки. Наявність зазору між проміжним патрубком та внутрішньою поверхнею периферійної ділянки соплового блоку в відомій головці фурми дозволяє перерозподілити потік води, що поступає в головку, на два потоки: один - через канали між соплами, а другий - безпосередньо під проміжним патрубком із тракту підведення в тракт відведення охолоджуючої води. Це дозволяє виключити утворення ділянок з незадовільним охолодженням на периферійній поверхні соплового блоку та на внутрішній поверхні торцевої і бокової частин головки безпосередньо за соплами (особливо на ділянках, що знаходяться напроти сопел) та забезпечити більш рівномірне тепловідведення з найбільш теплонапруженої торцевої частини головки. Проте, у відомому технічному рішенні не визначено оптимальне положення проміжного патрубка відносно внутрішньої поверхні периферійної ділянки соплового блоку, зокрема не визначена оптимальна площа прохідного перерізу зазору між проміжним патрубком та внутрішньою поверхнею периферійної ділянки соплового блоку в залежності від основних конструктивних параметрів головки (схеми розташування підвідних та відвідних каналів та їх площ сумарного прохідного перерізу) і витрати охолоджувача через фурму. Так, у разі недостатньої чи занадто великої величини площі прохідного перерізу зазору між проміжним патрубком і внутрішньою поверхнею периферійної ділянки соплового блока не забезпечується оптимальне співвідношення потоків (витрат) води: що проходить через міжсоплові канали та, що перетікає безпосередньо під проміжним патрубком з підвідного тракту у відвідний. В результаті не забезпечується ефективне та рівномірне (по всій теплонапруженій зовнішній поверхні головки фурми) охолодження фурменої головки, знижується її стійкість та збільшується швидкість ерозійного зносу вихідних ділянок продувальних сопел, що, в свою чергу, призводить до дестабілізації дуттьового режиму плавки і, як наслідок, до погіршення практично всіх основних техніко-економічних показників останньої [4]. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити конструкцію фурменої головки, в якій за рахунок оптимізації конструктивних параметрів забезпечується підвищення ефективності охолодження головки, збільшення її стійкості, а також зменшення ерозійного зносу вихідних ділянок сопел і стабілізація дуттьового режиму плавки. Рішення поставленої задачі здійснюється за рахунок того, що в фурменій головці, що містить концентрично розташовані центральний, проміжний та зовнішній з'єднувальні патрубки, які утворюють тракти підведення газу, підведення та відведення охолоджуючої води, суцільний багатосопловий блок з центральним водяним каналом та підвідними і відвідними каналами для проходу охолоджувача між соплами, а також зазор між проміжним патрубком і внутрішньою поверхнею периферійної ділянки соплового блока, площа 5 54691 6 прохідного перерізу зазору визначена із співвідся оптимальне співвідношення потоків (витрат) ношення: води: потоку, що проходить через міжсоплові канали, та потоку, що перетікає безпосередньо під 2 10F Fзаз k e V проміжним патрубком із підвідного тракту у відвідк, мінVф , ф ний. При цьому швидкість води в міжсоплових каде Fзаз - площа прохідного перерізу зазору, налах складає ~ 3 - 7 м/с і є близькою до оптимальної, оскільки у вказаних умовах мають місце м2; одночасно високі коефіцієнти тепловіддачі від поFк, мін - менша із площ сумарного прохідного верхні каналів мідного соплового блоку до охолоперерізу підвідних чи відвідних каналів для проходжувача та порівняно невисокі втрати тиску води в 2 ду охолоджувача між соплами, м ; головці. Частка охолоджувальної води, що прохоVф - витрата охолоджуючої води через фурдить через міжсоплові канали, залежно від витрати води через фурму та конструктивних параметму, м3/с; рів головки, складає 5-25 % (від витрати води, що k e - емпіричний коефіцієнт, який дорівнює поступає в головку). Частка води, яка перетікає 0,08 - 0,17 у випадку, коли підвідні канали для пробезпосередньо під проміжним патрубком з підвідходу охолоджувача між соплами розташовані нижного тракту у відвідний тракт складає 75 - 95 %. Це че за відвідні канали, та 0,05 - 0,12 у випадку, коли дозволяє практично виключити утворення застійпідвідні канали для проходу охолоджувача між них зон води з незадовільним охолоджуванням соплами розташовані вище за відвідні канали. поблизу поверхонь периферійної частини соплоКрім того, у випадку, коли підвідні канали для вого блоку, периферійної торцевої та бокової часпроходу охолоджувача між соплами розташовані тин головки за соплами, у тому числі в областях нижче за відвідні канали, відношення площі прохінавпроти сопел. Таким чином, при дотриманні дного перерізу центрального водяного каналу до вказаних умов забезпечується достатньо рівномісумарної площі прохідних перерізів підвідних карне та ефективне охолодження всіх ділянок головналів знаходиться в діапазоні (Fц / Fк, підв) = 0,8 ки. В результаті підвищується стійкість фурменої 1,2, де Fц - площа прохідного перерізу центральноголовки та зменшується швидкість ерозійного зного водяного каналу, м2; Fк, підв - сумарна площа су вихідних ділянок продувальних сопел, що, у прохідних перерізів підвідних каналів, м2. А також свою чергу, призводить до стабілізації дуттьового при цьому підвідні канали розташовані тангенційрежиму плавки і, як наслідок, до поліпшення пракно-направлено до бокової поверхні центрального тично всіх основних техніко-економічних показниводяного каналу. А також при цьому відвідні канаків останньої [4]. ли розташовані тангенційно-направлено до бокоПри виконанні головки таким чином, що площа вої поверхні центрального водяного каналу, припрохідного перерізу зазору Fзаз є меншою, ніж вичому напрямок кута закрутки відвідних каналів значена із заявленого співвідношення (тобто при протилежний напрямку кута закрутки підвідних величині ke меншої 0,08 у випадку, коли підвідні каналів. А також кут закрутки підвідних каналів в канали для проходу охолоджувача між соплами горизонтальній площині визначений із співвіднорозташовані нижче за відвідні канали, та меншої шення: 0,05 у випадку, коли підвідні канали для проходу охолоджувача між соплами розташовані вище за R 0,5d arcsin , град., відвідні канали) потік охолоджувальної води, що R проходить через міжсоплові канали в головці, є де: надмірно великим, а потік води, що перетікає з - емпіричний коефіцієнт, який дорівнює підвідного тракту у відвідний безпосередньо під 0,70 1,0 ; проміжним патрубком - надмірно малим. В результаті цього значно збільшується гідравлічний опір R - радіус центрального водяного каналу в гоголовки, що потребує додаткового збільшення ризонтальній площині розташування центрів вихіпотужності водяних насосів. При відсутності в цеху дних перерізів підвідних каналів, м; резервів насосного устаткування витрата води d - гідравлічний діаметр підвідного каналу, м. через фурму може зменшитись, що призведе до Крім того, у випадку, коли підвідні канали для погіршення охолодження та зниженню стійкості проходу охолоджувача між соплами розташовані фурми в цілому. Крім того, при цьому суттєво погівище за відвідні канали, зазор між проміжним патршується охолодження периферійних за соплових рубком і внутрішньою поверхнею периферійної зон у головці, особливо в областях, що розташоділянки соплового блока розташовано по ходу вані навпроти сопел, посилюється ерозійний знос води між входом у підвідні канали і виходом з відвихідних ділянок сопел у напрямку периферії говідних каналів. А також при цьому відношення ловки. площі прохідного перерізу центрального водяного При виконанні головки таким чином, що площа каналу до сумарної площі прохідних перерізів підпрохідного перерізу зазору Fзаз є більшою, ніж вивідних каналів знаходиться в діапазоні (Fц / Fк, підв) значена із заявленого співвідношення (тобто при = 0,5-0,7. величині ke більшої 0,17 у випадку, коли підвідні При створенні корисної моделі виходили з наканали для проходу охолоджувача між соплами ступних положень. При виконанні головки таким розташовані нижче за відвідні канали, та більшої чином, що площа прохідного перерізу зазору між 0,12 у випадку, коли підвідні канали для проходу проміжним патрубком і внутрішньою поверхнею охолоджувача між соплами розташовані вище за периферійної ділянки соплового блока Fзаз визнавідвідні канали) потік охолоджувальної води, що чена із заявленого співвідношення, забезпечуєть 7 54691 8 перетікає із підвідного тракту в відвідний тракт шування центрів вихідних перерізів нижніх підвідбезпосередньо під проміжним патрубком, є надміних каналів), м; рно великим, а потік води, що проходить через d - гідравлічний діаметр підвідного каналу, м. міжсоплові канали в головці - надмірно малим. В Якщо кут закрутки підвідних каналів в горизонрезультаті цього швидкість води в міжсоплових тальній площині є меншим, ніж визначений із наканалах стає менше критичної (менш ніж 1-2 м/с), даного співвідношення (тобто при величині менсуттєво погіршується охолодження центральної шій 0,70) суттєво слабшає ефект закрутки потоків частини головки та посилюється ерозійний знос води, що виходять з підвідних каналів. Не забезвихідних ділянок сопел у напрямку її центра. печується ефективна закрутка потоку води в Діапазон оптимальних значень коефіцієнта kе центральному водяному каналі, розширюється для випадку, коли підвідні міжсоплові канали роззастійна зона води в ньому (порівняно з варіантом ташовані нижче за відвідні, складає 0,1 - 0,13, а організації ефективної закрутки водяного потоку), для випадку, коли підвідні канали розташовані погіршується охолодження центральної частини вище за відвідні 0,07 - 0,09. головки. При цьому також зменшується довжина і У випадку, коли підвідні канали для проходу бокова поверхня нижніх підвідних каналів (питома охолоджувача між соплами розташовані нижче за поверхня водяного охолодження головки), що тавідвідні канали, при умові, що відношення площі кож знижує ефективність охолодження головки і прохідного перерізу центрального водяного каналу вихідних ділянок сопел. до сумарної площі прохідних перерізів підвідних Якщо кут закрутки підвідних каналів в горизонканалів знаходиться в діапазоні (Fц / Fк, підв) = 0,8тальній площині є більшим, ніж визначений із на1,2 забезпечується найбільш раціональна органіданого співвідношення (тобто при величині бізація течії охолоджувача в головці. При величині льшій одиниці), істотно ускладнюється відношення вказаних площ (Fц / Fк, підв) більш ніж виготовлення підвідних каналів в сопловому блоці, 1,2 мають місце: «розшарування» потоку та знирізко збільшується гідравлічний опір на вході в ження середньої швидкості води в центральному центральний водяний канал (вихідні перерізи підводяному каналі, що призводить до зниження відних каналів частково «врізаються» в тіло суефективності охолодження головки. При величині цільного соплового блоку головки), що може призвідношення вказаних площ (Fц / Fк, підв) менш ніж вести до зниження витрати охолоджуючої води 0,8 має місце помітне збільшення гідравлічного через фурму і, як наслідок, до зниження стійкості опору водяних каналів в головці, що може призвеголовки і фурми в цілому. сти до зниження витрати охолоджувача, що проУ випадку, коли підвідні канали для проходу ходить через них. Оптимальне значення величини охолоджувача між соплами розташовані нижче за (Fц / Fк, підв) дорівнює одиниці. відвідні канали, а також розташовані тангенційноУ випадку, коли підвідні канали для проходу направлено до бокової поверхні центрального охолоджувача між соплами розташовані нижче за водяного каналу, додаткове виконання відвідних відвідні канали, при величині (Fц / Fк, підв) = 0,8 - 1,2, каналів розташованими тангенційно-направлено виконання підвідних каналів розташованими тандо бокової поверхні центрального водяного каналу генційно-направлено до бокової поверхні центратаким чином, що напрямок кута закрутки відвідних льного водяного каналу дозволяє забезпечити каналів протилежний напрямку кута закрутки підефективну закрутку потоку води в центральному відних каналів, дозволяє покращити організацію водяному каналі головки. В результаті цього в течії охолоджуючої води у центральному водяному центральній частині головки зменшується зона з каналі та зменшити гідравлічний опір на вході у погіршеною циркуляцією (застійна зона) води побвідвідні канали, а також частково покращити оргализу найбільш теплонапруженої її торцевої повернізацію течії охолоджуючої води у кільцевому трахні, збільшується коефіцієнт тепловіддачі від внуткті відведення води в головці. рішньої поверхні наконечника до води і У випадку, коли підвідні канали для проходу забезпечується більш ефективне охолодження охолоджувача між соплами розташовані вище за головки. При цьому також збільшується бокова відвідні канали, виконання головки таким чином, поверхня нижніх водяних каналів, тобто збільшущо зазор між проміжним патрубком і внутрішньою ється питома поверхня водяного охолодження поверхнею периферійної ділянки соплового блока головки, що також підвищує ефективність її охолорозташовано по ходу води між входом у підвідні дження. В результаті має місце збільшення стійкоканали і виходом з відвідних каналів дозволяє сті головки, а також зменшення ерозійного зносу ефективно перерозподілити воду, що поступає в вихідних ділянок сопел. Оптимальна величина головку, на два потоки: потік, що проходить через кута закрутки підвідних каналів в горизонтальній міжсоплові канали, та потік, що перетікає безпосеплощині визначається із співвідношення: редньо під проміжним патрубком із підвідного водяного тракту головки у відвідний, у відповідності з R 0,5d arcsin , град., величиною площі прохідного перерізу зазору. ЯкR що зазор в головці буде розташовано по ходу води де: до входу у підвідні канали, або після виходу з від- емпіричний коефіцієнт, який дорівнює відних каналів, то з'являються додаткові складнос0,70 1,0 ; ті у забезпеченні стабільної циркуляційної течії охолоджуючої води через міжсоплові канали в R - відстань від осі головки до центру вихідноголовці. го перерізу будь-якого з підвідних каналів (радіус У випадку, коли підвідні канали для проходу центрального водяного каналу в площині розтаохолоджувача між соплами розташовані вище за 9 54691 10 відвідні канали, а зазор між проміжним патрубком і ділянки 13 соплового блока 7, причому площа внутрішньою поверхнею периферійної ділянки прохідного перерізу зазору 12 визначена із співсоплового блока розташовано по ходу води між відношення: входом у підвідні канали і виходом з відвідних каFзаз k e V 2 10Fк, мінVф , налів, виконання головки таким чином, що відноф шення площі прохідного перерізу центрального де Fзаз - площа прохідного перерізу зазору, водяного каналу до сумарної площі прохідних перерізів підвідних каналів (Fц / Fк, підв) знаходиться в м2; діапазоні 0,5 - 0,7, дозволяє зменшити застійну Fк, мін - менша із площ сумарного прохідного зони води в центральному водяному каналі поблиперерізу підвідних чи відвідних каналів для прохозу найбільш теплонапруженої торцевої поверхні ду охолоджувача між соплами, м2; головки завдяки прискоренню в центральному Vф - витрата охолоджуючої води через фурводяному каналі потоку охолоджуючої води та його інерційному «притисненню» до торцевої пому, м3/с; верхні головки підчас входу до радіальних відвідk e - емпіричний коефіцієнт, який дорівнює 0,08 них каналів. Тим самим забезпечуються більш - 0,17 у випадку, коли підвідні канали для проходу ефективне охолодження центральної частини гоохолоджувача між соплами розташовані нижче за ловки і вихідних ділянок сопел. відвідні канали, та 0,05 - 0,12 у випадку, коли підЯкщо величина (Fц / Fк, підв) менша ніж 0,5, то відні канали для проходу охолоджувача між сопприскорення потоку охолоджуючої води в централами розташовані вище за відвідні канали. льному водяному каналі здійснюється надто інтенПідвідні 9 і відвідні 10 канали для проходу сивно, що призводить до суттєвого зростання охолоджувача між соплами, а також центральний втрат тиску води в головці і зменшення частки воводяний канал 8 в цільному сопловому блоці (суди, що спрямована в центральну її частину. Як цільноточеному, суцільнолитому і т. п.) 7 виконунаслідок, знижується ефективність охолодження ються шляхом механічної обробки (свердління, головки і вихідних ділянок сопел. фрезерування і т.п.) або безпосередньо в процесі Якщо величина (Fц / Fк, підв) більша ніж 0,7, то лиття (за рахунок використання спеціального липрискорення потоку охолоджуючої води в центраварного оснащення). льному каналі недостатнє для того, щоб суттєво У випадку (Фіг.1, 2), коли у фурменій головці з «притиснути» центральну застійну зону води до суцільним сопловим блоком підвідні канали 9 для внутрішньої поверхні торцевої частини головки та проходу охолоджувача між соплами 11 розташозбільшити коефіцієнт тепловіддачі від вказаної вані нижче за відвідні канали 10, відношення плоповерхні до охолоджуючої води. Як наслідок, знищі прохідного перерізу центрального водяного жується ефективність охолодження головки і вихіканалу 8 до сумарної площі прохідних перерізів дних ділянок сопел. підвідних каналів 9 знаходиться в діапазоні (Fц / Fк, Суть корисної моделі пояснюється малюнками підв) = 0,8-1,2, де Fц - площа прохідного перерізу (Фіг.1 - 8), де на Фіг.1-4 представлено фурмену центрального водяного каналу, м2; Fк, підв - сумарна головку з суцільним сопловим блоком за п. 1 форплоща прохідних перерізів підвідних каналів, м2. мули корисної моделі (на Фіг.1,2 - для випадку, При цьому (Фіг.5, 6) підвідні канали 9 можуть бути коли підвідні канали для проходу охолоджувача розташовані тангенційно-направлено до бокової між соплами розташовані нижче за відвідні канали; поверхні 14 центрального водяного каналу 8. При на Фіг.3, 4 - для випадку, коли підвідні канали для цьому оптимальний кут закрутки підвідних каналів проходу охолоджувача між соплами розташовані 9 в горизонтальній площині - визначений із співвище за відвідні канали; на Фіг.1, 3 - подовжній відношення (Фіг.5,6): розріз головки вертикальною площиною, що проходить через вертикальну вісь головки, на Фіг.2, 4 R 0,5d arcsin ,град., - вид зверху), на Фіг.5, 6 представлено фурмену R головку з суцільним сопловим блоком за п. 3 форде: мули корисної моделі (на Фіг.5 - подовжній розріз - емпіричний коефіцієнт, який дорівнює вертикальною площиною, що проходить через вертикальну вісь головки, на Фіг.6 - вид зверху); на 0,70 1,0 ; Фіг.7, 8 представлено фурмену головку з суцільR - радіус центрального водяного каналу 8 в ним сопловим блоком за п. 4 формули корисної горизонтальній площині розташування центрів 15 моделі (на Фіг.7 - подовжній розріз вертикальною вихідних перерізів підвідних каналів 9, м; площиною, що проходить через вертикальну вісь d - гідравлічний діаметр підвідного каналу 9, м. головки, на Фіг.8 - вид зверху). Кут закрутки підвідних каналів 9 в горизонтаФурмена головка з суцільним сопловим блольній площині - є кутом (Фіг.6) між проекціями на ком містить (Фіг.1 - 4): концентрично розташовані горизонтальну площину осі підвідного каналу та центральний 1, проміжний 2, та зовнішній 3 з'єднупрямої, що проходить через вісь головки та центр вальні патрубки, які утворюють тракти підведення вихідного перерізу цього підвідного каналу, газу 4, підведення 5 та відведення 6 охолоджуючої На Фіг.7, 8 представлено фурмену головку з води, суцільний багатосопловий блок 7 з центрасуцільним сопловим блоком, в якій підвідні канали льним водяним каналом 8 та підвідними 9 і відвід9 для проходу охолоджувача між соплами 11 розними 10 каналами для проходу охолоджувача між ташовані нижче за відвідні канали 10, підвідні касоплами 11, а також зазор 12 між проміжним патнали 9, а також відвідні канали 10 розташовані рубком 2 і внутрішньою поверхнею периферійної тангенційно-направлено до бокової поверхні 14 11 54691 12 центрального водяного каналу 8, причому кут заУ випадку (Фіг.5, 6), коли підвідні канали 9 для проходу охолоджувача між соплами 11 розташокрутки відвідних каналів - протилежний напрямку вані нижче за відвідні канали 10 та тангенційнокута закрутки підвідних каналів - . направлено до бокової поверхні 14 центрального Кут закрутки відвідних каналів 10 в горизонтаводяного каналу 8, потоки води, що витікають з льній площині - є кутом (Фіг.8) між проекціями на підвідних каналів 9 у центральний водяний канал горизонтальну площину осі 18 відвідного каналу та 8, мають (додатково до радіальної і вертикальної) прямої, що проходить через вісь головки та центр тангенційну складову швидкості. В наслідок закрувхідного перерізу цього відвідного каналу. тки цих потоків формується загальний вихровий У випадку (Фіг.3, 4), коли у фурменій головці з потік охолоджувача в центральному водяному суцільним сопловим блоком підвідні канали 9 для каналі 8 поблизу найбільш теплонапруженої проходу охолоджувача між соплами 11 розташоцентральної торцевої частини головки. В резульвані вище за відвідні канали 10, зазор 12 між протаті в цьому місці зменшується застійна зона води, міжним патрубком 2 і внутрішньою поверхнею пезбільшується коефіцієнт тепловіддачі від внутрішриферійної ділянки 13 соплового блоку 7 ньої поверхні наконечника до води і забезпечуєтьрозташовано по ходу води між входом у підвідні ся більш ефективне охолодження головки. При канали 9 і виходом з відвідних каналів 10. При цьому також збільшується бокова поверхня нижніх цьому відношення площі прохідного перерізу водяних каналів 9, тобто збільшується питома поцентрального водяного каналу 8 до сумарної пловерхня водяного охолодження головки, що також щі прохідних перерізів підвідних каналів 9 знахопідвищує ефективність її охолодження. При оптидиться в діапазоні (Fц / Fк, підв) = 0,5 - 0,7, де Fц мальній величині кута закрутки підвідних каналів 9 площа прохідного перерізу центрального водяного - , яка визначена із заявленого співвідношення, каналу, м2; Fк, підв - сумарна площа прохідних переуказані позитивні ефекти, пов'язані із закруткою різів підвідних каналів, м2. водяного потоку, є максимальними. Пристрій працює таким чином. По тракту підУ випадку (Фіг.7, 8), коли підвідні канали 9 для ведення охолоджувача 5 (Фіг.1-8) вода подається проходу охолоджувача між соплами 11 розташов головку і рухається вздовж проміжного патрубка вані нижче за відвідні канали 10, а також підвідні 2 суцільним потоком. Поблизу зазору 12 між проканали 9 і відвідні канали 10 розташовані тангенміжним патрубком 2 і внутрішньою поверхнею пеційно-направлено до бокової поверхні 14 центрариферійної ділянки 13 соплового блока 7 потік льного водяного каналу 8, причому напрямок кута води розділяється на два потоки. Один потік вхозакрутки відвідних каналів 10 - протилежний надить в підвідні міжсоплові канали 9, тече через них, потім через центральний водяний канал 8, прямку кута закрутки підвідних каналів 9 - , випотім через відвідні міжсоплові канали 10 та вихохровий потік води, що формується в центральному дить в периферійну частину та відвідний тракт 6 водяному каналі 8, входить у відвідні канали 10 головки. Другий потік перетікає із підвідного 5 вооднонаправлено, тобто при цьому має місце мінідяного тракту головки у відвідний 6 безпосередньо мальний гідравлічний опір входу. Крім того, при через зазор 12. Поблизу вихідних перерізів відвідцьому потоки води, що виходять із відвідних кананих міжсоплових каналів 10 обидва потоки знову лів 10 в кільцевий тракт відведення води 6 в голоз'єднуються в один спільний потік. Співвідношення вці, мають тангенційну складову швидкості, що витрат води у вказаних потоках пропорційно відсприяє поліпшенню охолодження бокової поверхні ношенню гідравлічних опорів відповідних водяних головки фурми. трактів у фурменій головці. При умові, що площа У випадку (Фіг.3, 4), коли підвідні канали 9 для прохідного перерізу зазору 12 визначена із заявпроходу охолоджувача між соплами 11 розташоленого співвідношення, забезпечується оптимальвані вище за відвідні канали 10, а зазор 12 між не співвідношення витрат води у вказаних потоках проміжним патрубком 2 і внутрішньою поверхнею та, як наслідок, ефективне та рівномірне охолопериферійної ділянки 13 соплового блока 7 роздження всіх теплонапружених ділянок головки (при ташовано по ходу води між входом у підвідні канацьому мають місце оптимальна швидкість води в ли 9 і виходом з відвідних каналів 10 вода, що посміжсоплових каналах, одночасно високі коефіцієнтупає в головку, ефективно перерозподіляється на ти тепловіддачі від поверхні каналів до охолоджудва потоки: потік, що проходить через міжсоплові вача та прийнятний для практики експлуатації канали (9, 8, 10 відповідно) та потік, що перетікає фурм гідравлічний опір головки, а також гарна орбезпосередньо через зазор 12 із підвідного водяганізація течії охолоджувальної води в периферійного тракту 5 головки у відвідний 6 у відповідності ній засопловій зоні головки). з величиною площі прохідного перерізу зазору, що У випадку (Фіг.1, 2), коли підвідні канали 9 для визначена із заявленого співвідношення. При цьопроходу охолоджувача між соплами 11 розташому, при величині відношення площі прохідного вані нижче за відвідні канали 10, при умові, що перерізу центрального водяного каналу 8 до сумавідношення площі прохідного перерізу центральрної площі прохідних перерізів підвідних каналів 9, ного водяного каналу 8 до сумарної площі прохідщо знаходиться в діапазоні 0,5 - 0,7, потік охолоних перерізів підвідних каналів 9 знаходиться в джуючої води після виходу із підвідних каналів 9 діапазоні 0,8 - 1,2, має місце раціональна органіоптимально прискорюється у центральному водязація течії охолоджувача в головці: достатньо виному каналі 8, та інерційно «притискається» до сока швидкість води у центральному водяному центральної торцевої поверхні головки при розвоканалі без розшарування потоку при прийнятному роті під час входу до радіальних відвідних каналів гідравлічному опорі водяних каналів. 10. Це призводить до зменшення застійної зони води в центральному водяному каналі поблизу 13 54691 14 найбільш теплонапруженої торцевої поверхні гоДжерела інформації: ловки та більш ефективного охолодження центра1. А.С. СРСР № 1211302, МПК С21С5/48, льної частини головки і вихідних ділянок сопел. 23.12.82 р. Використання фурменої головки з суцільним 2. Деклараційний патент України на винахід № сопловим блоком для продування розплаву в ста46994, МПК С21С5/48,17.06.02 р. леплавильних агрегатах за рахунок оптимізації 3. Деклараційний патент України на корисну конструктивних параметрів головки забезпечує модель № 12678, МПК С21С5/48, 30.01.06р. підвищення ефективності охолодження головки, 4. Сопла кислородно-конвертерных фурм с збільшення її стійкості, а також зменшення ерозійповышенной стойкостью против эрозийного изноного зносу вихідних ділянок сопел, стабілізацію са / Сущенко А.В., Лухтура Ф.И., Ковура А.Б. и др.. дуттьового режиму плавки, та, як наслідок, поліп// Сталь.-2005.-№9.- С.20-24. шення практично всіх основних технікоекономічних показників останньої. 15 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 54691 Підписне 16 Тираж 26 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