Воздушная фурма доменной печи

Воздушная фурма доменной печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в доменном производстве. Цель изобретения - снижение расхода кокса-достигается за счет улучшения смешивания углеродсодержащих добавок с потоком дутья. Для этого в фурме на внутреннем стакане корпуса перед патрубком подвода углеродсодержащих добавок выполнен выступ высотой (0,10-0,20)D<SB POS="POST">ф</SB>, длиной (1-5)H, расположенный на расстоянии (1-5)H от края отверстия патрубка подвода углеродсодержащих добавок, гдеD<SB POS="POST">ф</SB> - внутренний диаметр фурмы, H-высота выступа. Экономия топлива составляет 5-7 кг кокса на 1 т чугуна. 4 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„Я0„„150262 ся) 4 С 21 В 7/!6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ не полным.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

t (21) 4334087/31-02 (22) 30.11.87 (46) 23.08,89. Бюл. № 31 (71) Иариупольский металлургический институт (72) И.Э.Крылов, В.С.Поляничко, Н.Н.Темнохуд и А.В.Сущенко (53) 669,162.22(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1186637, кл. С 21 В 7/16, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1229228, кл. С 21 В 7/16, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1201312, кл. С 21 В 7/16, 1985.

Изобретение относится к черной. металлургии и может быть использовано в доменном производстве для подачи горячего дутья и углеродсодержащих добавок в горн.

Цель изобретения — снижение расхода кокса на выплавку чугуна за счет улучшения смешивания углеродсодержащих добавок с потоком дутья.

Выступ на внутреннем стакане фурмы приводит к турбулезации потока дутья, т,е. дутье само замешивает в себе углеводороды. Если расположить выступ перед местом подвода добавок (смотреть от сопла), то за выступом образуется раэряжение, При этом струя добавок проникнет в более

2 (54) ВОЗДУШНАЯ ФУР!"!А ДОМЕННОИ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в доменном производстве. Цель изобретения — снижение расхода кокса — достигается эа счет улучшения смешивания углеродсодержаших добавок с потоком дутья, Для этого в фурме на внутреннем стакане корпуса перед патрубком подвода углеродсодержащих добавок выполнен выступ высотой (0,10-0,20)d,äëèíîé (1-5)h, расположенный на расстоянии (1-5)Ь от края отверстия патрубка подвода углеродсодержащих добавок, где с1 " внутренний диаметр фуроры, h — высота выступа. Экономия топлива составляет 5-7 кг кокса на 1 т чугуна.

4 ил,, 2 табл. глубокие рэйоны дутьевого потока и лучше замешается с ним. Размеры выступа и расстояние его основания до места ввода должны быть оптималь-ными и заменяться в зависимости от расхода природного газа, Для определения укаэанных параметров проведены исследования на газодинамической модели воздушной фурми с собгпядением основных законов моделирования. Исследования показали (табл. 1), что высота выступа h должна cîñòàâëÿòü

0,10-0,20 диаметра, если h меньше

0,10 (например, 0,05)d, то турбулентное движение охватит лишь поверхностный слой и перемешивание будет

1502623

При черезмерно большом выступе (0,25 d ) дутьевому потоку оказывается слишком большое сопротивление, что приводит к снижению производительности доменной печи. В доменных печах расход газа изменяется в широких пределах от 70 до 160 м /т чугуна, Чем больше расход природного газа, тем необходимо создать более высокую турбулезацию дутьевого потока для полного взаимодействия углеводородов с окислителем и последующего равномерного распределения продуктов горения в фурменном очаге.

Поэтому для доменных печей с низким расходом природного газа размер выступа минимальный (О,! d )..С увеличением расхода природного газа соответственно увеличивают и размер вы- 20 ступа. При расходе природного газа

160 м /т чугуна h=0,20 d . Длина выступа 1 определяется, помимо обеспечения оптимальной турбулезации дутьевого пот",ка, и необходимостью соз- 25 дания надежного охлаждения его водой.

Чем больше давление воды, тем меньше требуется 1 и наоборот. Давление охлаждающей жидкости на фурмах изменяется в доменных печах от 2,5 до 5,0 ати. При давлении воды

2,5 ати 1 составляет 5 h а при

5 0 ати 1 h. Дпя обеспечения достаточной турбулезации дутьевого потока достаточно иметь 1, равную 1 h, т.е. 35 выбор этого размера выступа определяется в основном давлением охлаждающей воды.

Условно принимали, что удовлетворительное перемешивание наступает . 4p при 5,Д 0,5, где d< — внутренний диаметр газодинамической модели.

Значительное влияние на характер взаимодействия потока дутья и струи природного газа оказывает расстоя- 45 ние от края выступа до места ее ввода (S), Модельные испытания показали, что наилучшее перемешивание достигается, когда S находится в пределах 1-5 h. Если расстояние меньше

1 h то струя выходящего природного газа разрушает турбулентные вихри, образующиеся за выступом, что уменьшает общую турбулентность потока дутья. В случае превышения S величины

5 h перемешивание природного rasa с дутьем также снижается, поскольку турбулентные вихри с момента образования смещаются к оси фурмы и уже не вовлекают в перемешивание весь объем вдуваемого газа, Выбор оптимального S осуществляется по величине расхода природного газа. Чем он выше, тем на большем расстоянии от выступа должен быть подвод и наоборот, О необходимости увеличения S c ростом расхода природного газа говарит и тот факт, что при увеличении расхода газа больше и угол раскрытия струи и следовательно больше вероятность разрушения турбулентных вихрей.

На фиг, представлена воздушная фурма, общий вид; на фиг. 2-4 — сечение А-А на фиг, 1.

Воздушная фурма содержит водоохлаждаемый корпус 1, рыльную часть

2, патрубок 3 подвода природного газа, водоохлаждаемый выступ 4.

Предложено несколько вариантов выполнения выступа: I — прямоугольный выступ расположен по всей окружности внутреннего стакана воздушной фурмы (фиг. 2); II — прямоугольный выступ занимает 1/2 окружности внутреннего стакана (фиг. 3); III прямоугольный выступ занимает 1/4 окружности внутреннего стакана непосредственно перед подводом природного газа (фиг. 4).

Выбор одного иэ трех предложенных вариантов должен осуществляться из условий наличия запаса мощности воздуходувных средств на доменную печь, поскольку выступ оказывает определенное сопротивление для прохода газа. Если существует резерв по мощности воздуходувных средств, то можно применять любой из трех вариантов.

Наибрлее целесообразен в этом случае первый вариант, поскольку смешивание добавок и дутья максимальное.

Если запас мощности небольшой, то следует применять второй вариант.

При третьем варианте потери напора практически отсутствуют. Следует. отметить, что даже при третьем варианте смешивание остается высоким.

Данные о потерях напора rasa в газодинамической модели для I, II и III вариантов представлены в табл. 2.

С целью обеспечения надежной работы выступа необходим постоянный приток к нему охлаждающей воды, Для этого в напорной трубке (трубка подводит воду к фурме) делают отверстие ственно к выступу.

Применение указанной конструкции воздушной фурмы позволит получить экономию в 7,6 и 5 кг кокса íà 1 т чугуна соответственно для I, II u III вариантов.

Величина паоаметра модели фурмы

Степень смешивания, см

Высота выступа h 0 05 при 1=h 0,10

О,!5

0,20

0,25

0,82

0,40

0,35

0,33

0,32

Формула изобретения

Воздушная фурма доменной печи, содержащая водоохлаждаемый корпус с фланцем, рыльной частью и патрубком подвода углеродсодержащих добавок с входным отверстием, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью сникения расходов кокса на выплавку чугуна sa счет улучшения смешивания углеродсодержащих добавок с потоком дутья, на внутренней поверхности корпуса перед входным отверстием патрубка подвода углеродсодержащих добавок выполнен выступ высотой (0,10-0,20) d, длиной (1-5) ° h, причем расположей он от края подвода на расстоянии (1-5) h, где d< - внут15

Длина выступа

1 при h=0,20 d 0,5

l,0

3,0

20 5,0

6,0

0,70

0,35

0,35

0,34

0,34

Расстояние до подвода S npu !

=го

0,75

0,30

0,40

0,50

0,82

0,5

1,0

3,0

5,0

6,0

Таблица 2

Вариант Скорость га- Потери напоза, м/с ра, Па

1,0

1,6

1,0

1,6

1,0

1,6

5 1502623

6 диаметром 1/3-1/4 выходного диамет- ренний диаметр фурм, h — высота выра напорной трубки. Таким образом, ступа ° . часть свежей воды попадает непосред- Таблица!

1502623

ПоИод

A-A

4-А

A-A ада. 4

Составитель С.Миронов

Редактор В.Данко Техред М,Дидык

Корректор И.Муска

3axas 5046/35 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, М-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101