Воздушная фурма доменной печи

Воздушная фурма доменной печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ «) 477)94

Союз Саветскик

Социалистическими

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.04.74 (21) 2010878/22-2 с присоединением заявки Мв (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.75. Бюллетень Мв 26

Дата опубликования описания 2б.09.75 (51) М. Кл. С 21b 7/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669.162.221. .2(088,8) (72) Авторы изобретения

В. В. Емушинцев, В. Н. Вакулин, Г. Л. Цимбал, А. К. Гусаров и А. А. Никитин (71) Заявитель

Карагандинский металлургический комбинат (54) ВОЗДУШНАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано в доменном производстве при подаче в фурменную зону жидкого топлива (например мазута).

Вдувание мазута в горн доменных печей производится в основном через стальную трубку, вмонтированную внутрь воздушной фурмы. При такой конструкции устройства для вдувания мазута расход последнего выше

30 — 35 кг/т чугуна и лимитируется полнотой сгорания; при более высоких расходах происходит образование сажистого углерода, в результате чего ухудшается осветление воды оборотного цикла газоочистки и снижается эффективность от вдувания жидкого топлива.

Следовательно, необходимо усовершенствовать устройства для вдувания мазута с целью обеспечения полноты его сгорания при расходе на доменных печах большого объема

100 кг/с чугуна и выше.

Известно устройство для улучшения смешения природного газа с дутьем, в котором выходпой конец газоподводящей трубки выполнен в виде щели, вытянутой в направлении, перпендикулярном центральной оси рабочего канала фурмы. Однако указанное устройство применительно к условиям сжигания жидкого топлива не обеспечивает его полного горения, особенно при больших расходах, по след югцим причинам: создается узкий направленный поток топлива, вследствие чего ухудшается качество распыления и равномерность распределения топлива по всему поперечному сечению фурмы; из-за воздействия температуры и динамического напора горячего дутья на выходной конец трубки нарушаются заданные размеры щели; во время остановки печи со взятием на тягу

10 (как показывает опыт работы доменных печей) выходной конец тонкостенной трубки в рабочем канале фурмы отгорает.

Целью изобретения является улучшение условий распыления смешения жидкого топлива с дутьем для обеспечения его полного горения, особенно при больших расходах, повышение надежности работы устройства в условиях высоких температур, снижение потерь температуры жидкого топлива при подаче его в

20 рабочий канал фурмы, простота конструкции устройства и удобство его обслуживания. Это достигается тем, что на конце топливоподводящей трубки, которая пропущена через водоохлаждаемую полость фурмы, установлен на25 конечник (сопло), выполненный в виде полого цилиндра, выходной конец которого в рабочем канале фурмы оканчивается сферической поверхностью с торцовым отверстием, причех отношение радиуса кривизны сферы сопла и

30 ширине щели равно 5 — 45, высов сопла в канал фурмы составляет 0,2 — 0,25 сечения ка477194

3 нала, а по длине фурмы сопла установлены со смещением между собой на 50 — 60 мм.

Отверстие проходит по всей сферической поверхности и части цилиндрической поверхности сопла. При этом сопло размещают так, что плоскость щели расположена вертикально относительно горизонтальной плоскости воздушной фурмы. Сопло вваривается в корпус фурмы так, что 1/4 часть его длины находится в водоохлаждаемой полости фурмы. При этом сопло наклонено под углом 91 — 100 навстречу потоку дутья. Устанавливают два сопла на фурму, и располагают их по ее горизонтальному диаметру со смещением между собой. Участок трубки, размещенный в водоохлаждаемой полости фурмы, теплоизолир ) ют.

При использовании описываемого сопла решаются следующие задачи: вследствие воздействия потока горячего дутья, имеющего скорость 150 — 250 м/с, на струю топлива, исходящего в виде тонкой и равномерной по толщине пленки, которая образуется при прохождении топлива через калиброванную щель сопла, осуществляется распыление подаваемого в рабочий канал фурмы жидкого топлива; за счет образования плоской веерообразной струи топлива увеличивается площадь контакта его с дутьем, что способствует их равномерному перемешиванию по всему поперечному сечению фурмы.

Для получения более высокой разности скоростей потоков топлива и дутья (в результате чего еще более повышается степень распыления вдуваемого топлива) сопло устанавливают под углом 91 — 100 навстречу потоку горячего дутья. Как показывают опыты, оптимальный угол наклона сопла к продольной оси фурмы 95 — 96 .

Сопло изготавливают из материала высокой теплопроводности, например из красной меди или стали, и вваривают в корпус фурмы так, что задний его конец на участке, составляющем 20 — 30 /, от общей длины сопла, охлаждается водой, циркулирующей во внутренней полости фурмы. Охлаждение сопла повышает

его термостойкость и позволяет сохранить заданные геометрические размеры в течение всего периода эксплуатации, чем определяется надежность работы устройства. Охлаждение сопла предотвращает также закоксовывание в выходном канале остаточного топлива при прекращении его подачи, что облегчает обслуживание устройства.

Теплоизоляция, например, прорезиненным шлангом участка топливоподводящей трубки, расположенного в водоохлаждаемой полости фурмы, позволяет сохранить температуру топлива, не допуская увеличения его вязкости, что обеспечивает улучшение распыления и условий сжигания.

Подача топлива на фурму через два сопла, расположенных по горизонтальному диаметру навстречу друг другу, уменьшает концентра5

25 зп

60 б5 цию топлива в смеси с дутьем в месте ввода н способствует более равномерному распределению его rto всему поперечному сечению рабочего канала фурмы. При этом создается высокая степень распыления и перемешивания повышенного количества вдуваемого топлива с дутьем. Сопла установлены на различном расстоянии от фланца фурмы, в результате чего предотвращается сконцентрированность топлива с двух точек ввода на небольшом участке рабочего канала фурмы. Как показывают опыты, оптимальное расстояние точек ввода от фланца 40 — 60 м с одной стороны и 100 — 120 мм с другой.

При таком расположении сопел в рабочем канале фурмы осуществляется последовательное с точек ввода горение топлива. Горение топлива с первой точки ввода при более благоприятных условиях (более низкая и равномерная концентрация топлива в дутье и более высокая температура .топливовоздушной смеси) способствует турбулизации потока и его подогреву, а следовательно улучшению процесса горения топлива, поступающего с более отдаленной от фланца точки ввода.

На фиг 1 показана описываемая воздушная фурма, продольный разрез; на фиг. 2— фурма со стороны фланца; на фиг. 3 — продольный разрез сопла; на фиг. 4 — сопло, вид сбоку.

Воздушная фурма состоит из водоохлаждаемого корпуса 1, фланца 2, двух топливоподводящих трубок 3, пропущенных через фланец

2 и водоохлаждаемую полость 4 фурмы. Участки топливоподводящих трубок, расположенных в водоохлаждаемой полости фурмы, защищены теплоизоляцией 5, например прорезиненным шлангом. Выходные концы топливоподводящих трубок снабжены соплами 6, которые крепятся к трубкам при помощи резьбы или электросварки. Для охлаждения сопла вварены в корпус фурмы и на 70 — 80 / длины выступают в ее рабочий канал.

Сопло 6 представляет собой полый цилиндр, выходной конец которого оканчивается сферической поверхностью с торцовым отверстием в виде щели шириной 0,8 — 2,0 мм н отношением радиуса кривизны сферы к ширине щели 5 — 45. жидкое топливо, разогретое, например, до

65 — 110 С, под давлением 5 — 16 ата поступает из обгцего коллектора по топливоподводящим трубкам 3 в рабочий канал фурмы. При истечении топлива через отверстие сопла 6, которое вварено на 1/4 часть длины в корпус 1 фурмы и наклонено навстречу потоку дутья под углом 91 — 100 С, образуется веерообразная струя топлива в виде топкой пленки, которая распыляется на мельчайшие капельки горячим дутьем, проходящим по каналу фурмы со скоростью 150 — 250 м/с.

Подача топлива через два сопла 6, расположенных по горизонтальному диаметру фурмы на различном расстоянии от фланца, обеспечивает равномерное перемешивание с дуть477194 ем повышенного количества вдуваемого топлива, чем ускоряется нагрев и испарение распыленных частиц топлива и обусловливается его интенсивное горение практически по всему поперечному сечению рабочего канала фурмы.

Предмет изобретения

1. Воздушная фурма доменной печи, содержащая корпус, соединенный с фланцем, и топливоподводящие сферические сопла с выходным отверстием в виде щели, выведенные через внутреннюю стенку корпуса под тупым углом к направлению потока дутья, отл и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества распыления жидкого топлива и предотвращения закоксования щели, отношение радиуса кривизны сферы сопла к ширине щели равно 5 — 45, а по длине фурмы сопла установлены со смещением между собой на 50—

60 мм.

2. Фурма по п. 1, отличающаяся тем, что высов сопла в канал фурмы равен 0,2—

0,25 сечения канала.

477194 ь

Фиг 2

Составитель Б, Раковский

Техред Л. Казачкова

Редактор Н. Корченко

Корректор А. Дзесова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2335/5 Изд. № 1594 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4у5