Дутьевая фурма доменной печи

Иллюстрации

Дутьевая фурма доменной печи (патент 899652)
Дутьевая фурма доменной печи (патент 899652)
Дутьевая фурма доменной печи (патент 899652)
Дутьевая фурма доменной печи (патент 899652)
Показать все

Реферат

 

Союз Соввтскмк

Социапистнчвскмк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ii@599652 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (51)M. Кд. (22) Заявлено 050580 (21 ) 2920184/22-02 с присоединеннеет заявки И (23.) Приоритет

С 21 В 7/16

Ркуаарстеапвй комитет ао делам изебретеиий и открытий

Опубликовано 23111.82. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 230 1.82 (53) УД1(, 669. 162. . 215 (088. 8) (72) Авторы изобретения ф.А. Юшин, !О. В. Сметанкин, В.Я. Волобоев и В.С.Кочержинский r X:- "" т:

Магнитогорский дважды ордена Ленина и орд рудоЪого ,;...,.........., -ап - — (7I) Заявитель (54) ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОИЕННОЙ ПЕЧИ,изобретение относится к черной металлургии и может быть использова но в доменном производстве, а именно в фурменпом приборе доменной печи для подачи газовоздушной смеси.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достига емому результату является фурма доменной печи, содержащая корпус с каналом для подачи дутья, носок и по10 лый фланец, в котором проточены два отверстия, расположенные. по горизонтальной оси фланца и направленные тангенциально вниз (I).

Однако несмотря на то, что ввод т5 газа осуществляется тангенциально в нижнюю часть фурмы, данная конструкция не обеспечивает качественного перемешивания газа с воздухом в полости фурмы как при низком, так и при высоком расходе его, так как практически весь газ поступает узкой струей и, прижатый потоком дутья, идет лишь в нижней четверти канала фурмы.

Кроме того, большая длина газоподводящих каналов, выполненных в теле фланца фурмы, создает большие потери напора газа, что ведет к плохому перемешиванию газа и дутья и реагированию его с воздухом при любом расходе природного газа.

Целью изобретения является улучшение смешивания газа с дутьем воздуха и снижение потерь напора газа.

Поставленная цель достигается тем, чтоis фурме, содержащей корпус с каналом для подачи дутья, носок и полый фланец с тангенциально направленными отверстиями для подачи природного газа, выполнены две пары отверстий,, соединяющих газовую полость во фланце.с каналом для подачи дутья, которые направлены по касательной вниз и образующей канала н выполнены в двух вертикальных взаимосмещенных плоскостях, причем выходные края первой пары отверстий расположены на горизонтальной оси

3 8996 канала, а выходные края второй пары, .выполненной в плоскости, смещенной относительно первой в сторону носка фурмы, расположены в верхней части канала фурмы.

Расположение лар отверстий по касательной вниз к образующей канала в двух взаимосмещенных плоскостях обеспечивает качественное смешивание газа с дутьем воздуха за счет встречной тангенциальной, закрутки газа в канале фурмы. Закрученные струи обладают более высокой интенсивностью переноса вещества и тепла в сравнении с пограничным слоем. При д встречном направлении .движения вихрей тангенциальные скорости между вихревыми потоками образуют характерные всплески, способствующие усилению массообмена. При этом скорости вне @ ядра вихря гаснут медленнее„ чем в единичном вихре. Пара закрученных потоков возбуждает.определенным образом организованное движение соседних слоев. В то же время при слишком О большом числе струй и близком их расположении друг к другу в одной плоскости происходит слияние их, что ухудшает условия.перемешивания.

Поэтому во избежании .указанного в @ предлагаемой конструкции осуществлен рассредоточенный а двух плоскостях ввод природного газа.

Кроме того, выполнение второй пары отверстий в верхней половине полости способствует тому, что. гаэ располагается .ие в самой нижней четверти канала фурмы, а несколько выше, что повышает степень перемешивания и реагирования газа и дутья, при этом сохраняется подвод газа по принципу

"сверху вниз", обеспечивается тем самым распределение газа под потоком дутья, заглубление его в горн печи, лучшее его,распространение по сече 43 нию печи и большее его участие в восстановительных процессах в шахте доменной печи. фиг. Э; на фиг. 6 — разрез Д-Д на фиг. 4.

Устройство представляет собой фурму, состоящую из корпуса в виде внешней l и внутренней 2 рубашек, носка

3 фурми, фланца 4, имеющего газовый коллектор, выполненный в виде полости 5. Канал 6 фурмы соединен с коллектором 5 газа двумя парами отверстий 7 и 8, направленными вниз по касательной и образующей канала 6.

Первая пара отверстий 7 выполнена в плоскости В-В, вторая пара 8 — в плоскости, смещенной относительно первой в сторону носка 3 фурмы, при чем выходные края 9 первой пары отверстий 7 и выходные края 10 вто- рой пары 8 расположены в верхней части канала 6 фурмы. Газовая полость соединена с газоподводяшими патрубками ll и герметизирована посредством уплотнения, выполненного в виде диска 12.

После сверловки отверстий 7 и 8 они с внешней стороны фурмы закрываются штифтами 13, тщательно завариваются и эачищаются.

Устройство работает следующим образом.

Газ по газоподводящим патрубкам

11 поступает в кольцевой коллектор

5 газа, выполненный во фланце 4 фурмы. Затем гаэ по отверстиям 7 и

8, направленным тангенциально вниз, поступает в канал 6 фурмы.

Приобретая по выходу из отверстий 7 и 8 встречно-тангенциальную закрутку, гаэ полнее перемешивается с потоком вздуваемого в печь через канал 6 воздуха, что обеспечивает более полное использование газа-восстановителя.

Выполнение пар отверстий 7 и 8 в двух плоскостях со смещением друг относительно друга предотвращает слияние струй,,способствует качественному, более полному смешиванию газа с воздухом.

Выполнен во фланце фурмы полостиколлектора газа и тангенциальных отверстий, соединяющих ее с каналом фурмы, короткой длины способствует снижению потерь напора газа.

На фиг, 1.изображвна фурма, разрез, на фиг. 2 . — разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 — разрез Б-Е на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 — разрез Г-Г на

Выполнение второй пары отверстий

8 и верхней части фланца 4 с максимальным смещением иа 40 относительно первой пары 7, выбрано конструктивно и из .условий обеспечения распределения вводимого в печь газа практически по всей нижней половине канала 6 фурмы, что повьппает степень перемешивания и реагирования газа и дутья., 89965?

С целью предотвращения слияния струй газа вторая пара отверстий 8 выполнена в плоскости, смещенной в сторону носка 3 относительно первой, пары 7. Величина смещения выбирается иэ учета устойчивости вихревых цепочек, которая соблюдается при соотношении

С/H = О, 2806, где С вЂ” расстояние между взаимосмещенными плоскостями, Н вЂ” расстояние между отверстиями, направленными в одну сторону.

С учетом этого величина смещения плоскостей находится в пределах

1/2d - с1 (где cI — диаметр тангенциальных отверстий) и выбирается для каждого конкретного случая. Кроме того, расположение выходных кра- 20 ев 9 и 10 отверстий 7 и 8 в верх— ней половине канала обеспечивает ввод газа в фурму по принципу "сверху вниз" и расположение газа под по- . током воздушного дутья. В этом случае газ, перекрытый сверху потоком воздуха, транспортируется вглубь горна и равномерно распределяется по радиусу печи.

Улучшение смешивания газа с воз- Зо духом эа счет встречно-тангенциальной закрутки, улучшение организации движения слоев газа с воздухом, рассредоточение потоков газа, винтовая закрутка его "сверку вниз" приводит к повышению степени использования газа-восстановителя, снижению расхо— да кокса, увеличению производительности печи.

Кроме того, меняя интенсивность закрутки взаимодействующих потоков путем, например, увеличения скорос.ти струей, можно оказать воздействие на количественные характеристики такого движения. Выполнение в конструкции фурмы отверстий, соединяющих.газовый, коллектор с каналом фурмы, короткой длины способствует снижению потерь напора газа, что дает возможность увеличить соответственно количество подаваемого в печь газа без сокращения расхода дутья, или напротив, в случае необходимости, повышать форсировку хода печи увеличением количества дутья без существенного изменения добавок к нему газа, а следовательно, и удельного расхода кокса.

Испытания опытны образцов на

ММК воздушных фурм с односторонним тангенциальным вводом природного газа через фланец показали их технологическое преимущество перед фурмами обычной конструкции.. Было установлено отсутствие в периферийном газе высоких концентраций водорода, что свидетельствует о повышении степени его использования. При сопоставлении результатов плавок на опытных фурмах с лучшим месяцем работы доменной печи на обычных фурмах с газоподводящей трубкой, загнутой навстречу потока дутья, установили, что удельный расход кокса сократился, а суточная выплавка чугуна возросла примерно на 1%.

Формула изобретения

Дутьевая фурма доменной печи, содержащая корпус с каналом для подачи дутья, носок и полый фланец с двумя тангенциально направленными отверстиями для подачи природного газа, отличающаяся тем, что, с целью улучшения смешивания газа с дутьем, она выполнена с двумя парами отверстий, соединяющих газовую полость во фланце с каналом для подачи дутья, которые направлены по касательной вниз и образующей канала и выполнены в двух вертикальных взаимосмещенных плоскостях, причем выходные края первой пары отверстий расположены на горизонтальной оси канала, а выходные края второй пары, выполненной в плоскости, смещенной относительно первой в сторону носка фурмы, расположены в верхней части канала фурмы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Доменное произвсдство. Сборник.

М., "Металлургия", 1975, с. 70-75.

899652

Составитель N. Серов

Редактор И. Николайчук Техред И. Гайду

Корректор В.Сш|ицкая

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 12075/35 Тираж 586 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам из обре т ений и открытий

li3035, Иосква, % 35, Раушская наб., д. 4/5