Дутьевая фурма доменной печи

 

ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ , содержащая полый водоохлаждаемыйкорпус с фланцем, смесительную камеру, расположенную в кожухе с патрубком подвода газообразного топлива, сообщенную с рабочим дутьевым каналом фурмы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности доменной плавки путем более полного сжигания газообразного топлива и возможности его конверсии, снижения расхода кокса, фурма снабжена патрубком.подвода окислителя, соединенным , со смесительной камерой, при этом выходное сопло смесительной камеры выполнено в форме вытянутого овала, продольная ось которого перпендикулярна оси рабочего канала фурмы,и расположено в стенке рабочего канала фурмы нарасстоянии 0,1-0,7 W его диаметра от ее выходного торца, ; а продольная ось сопла расположена под углом 15-60 к оси рабочего кана- i ла фурмы. S9 ;о :о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 315У С 21 В 7/16., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3542902/22-02 (22) 25.01.83 (46) 30.10.84. Бкп. У 40 (72) А.А.Гиммельфарб, В.М.Бондарь, Н.М.Медведев, В.В.Малый, В.Н.Никифоров, И.И.Дышлевич, А.Б.Джусов, Н.Ш.Гринштейн и Н.Н.Петухов (71) Днепропетровский ордена Трудово.

ro Красного Знамени металлургический институт (53) 669.162.22(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 429096, кл. С 21 В 7/16, 1976.

2. "Металлургия и коксохимия", 1974, У 3, с. 69.

3. Авторское свидетельство СССР

У 971884, кл. С 21 В 7/16, 1980. (54)(57) ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащая полый водоохлаждаемый.корпус с фланцем, смесительную камеру, расположенную в кожухе с патрубком подвода газообразного топлива, сообщенную с рабочим дутьевым каналом фурмы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности доменной плавки путем более полного сжигания газообразного топлива и возможности его конверсии, снижения расхода кокса, фурма снабжена патрубком подвода окислителя, соединенным.со смесительной камерой, при этом выходное сопло смесительной камеры выполнено в форме вытянутого овала, продольная ось которого перпендикулярна оси рабочего канала фурмы,и расположено в стенке рабочегоф канала фурмы на расстоянии 0,1-0,7 его диаметра от ее выходного торца, а продольная ось сопла расположена о под углом 15-60 к оси рабочего канала фурмы.

1121293

Изобретение относится к черной металлургии и может быть применено для подачи дутья и газообразного топлива в горн доменной печи.

В доменном производстве для подачи 5 дутья и газообразного топлива (например, природного газа) в горн доменной печи применяются фурмы, содержа å водоохлаждаемый корпус и пропущенный через водоохлаждаемую полость патрубок подвода газообразного топлива в поток дутья (1).

Исследование влияния подвода, газообразного топлива в воздушной фурме на его распределение и сжигание пока- 5 зывают (2j что газообразное топливо проникает на небольшую глубину и поток дутья плохо перемешивается с ними й. как следствие далеко не полностью сгорает. Все известные подводы га-. 20 зообразного топлива обеспечивают низкую степень сгорания газообразного топлива.

Неполное сгорание газообразного топлива приводит к дополнительному 25 расходу кокса на его пиролиз и ухудшению дренажной способности горна и низа шахты доменной печи вследствие отложения сажистого углерода на шихтовых материалах. 30

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма доменной печи, содержащая полый водоохлаждаемый корпус с флак- З5 цем, смесительную камеру, расположен ную в корпусе с патрубками подвода газообразного топлива, сообщенную с рабочим дутьевым каналом фурмы (3).

Однако такая конструкция Фурмы 40 не позволяет конвертировать углеводо роды газообразного топлива в фурме, так как инжектированное дутье на коротком участке патрубка подвода окис о лителя не охлаждается ниже 800-750 С 4> что приводит к воспламенению газообразного топлива еще в смесителе, т.е. до его полного перемешивания с окислителем (дутьем), являющимся необходимым условием конверсии углеводородов газообразного топлива; воспламенение топлива в смесителе может привести к прогару смесительной камеры.

В случае прекращения подачи газо- sS образного топлива в фурму резко возрастают потери тепла дутьем с охлаждающей водой, так как смесительная камера является проточной для дутья, и тем самым увеличивается поверхность контакта дутья и охлаждаемых стенок.

Цель изобретения — повышение эффек тивности доменной плавки путем более полного сжигания газообразного топлива и возможности его конверсии, а также снижение расхода кокса.

Поставленная цель достигается тем, что дутьевая фурма доменной печи, содержащая полый водоохлаждаемый корпус с фланцем, смесительную камеру, расположенную в корпусе с патрубком подвода газообразного топлива, сообщенную с рабочим дутьевым каналом фурмы, снабжена патрубком подвода окислителя, соединенным со смесительной камерой, при этом выходное сопло смесительной камеры выполнено в форме вытянутого овала, продольная ось .которого перпендикулярна оси рабочего канала фурмы, и расположено в стенке рабочего канала фурмы на расстоянии 0,1-0,7 диаметра фурмы от ее выходного торца, а продольная ось о сопла расположена под углом 15-60 к оси рабочего канала фурмы.

На фиг. 1 изображена фурма, разрез по оси; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Дутьевая фурма доменной печи содержит полый водоохлаждаемый корпус 1, смесительную камеру 2 с патрубком 3-подвода газообразного топлива и патрубком 4, соединяющим сме,сительную камеру 2 с индивидуальным коллектором окислителя (не показан), при этом выходное сопло 5 камеры 2

;выполнено в стенке рабочего канала 6 фурмы на расстоянии Ь от ее выходного торца, составляющем 0,1-0,7 диаметра рабочего канала фурмы, а продольная ось выходного сопла расположена под углом aL к оси рабочего канала, значение которого находится в прео делах 15-60

Если величина L меньше 0,1 диаметра рабочего канала, то выходное отверстие выходного сопла смесительной камеры 2 перемещается в рыльную часть фурмы и при остановке печи и взятии ее на тягу отверстие может заливаться шлаком или металлом. При 1. более

0,7 резко возрастают тепловые потери с охлаждающей водой, так как смесь газа с окислителем сгорает в фурме. о

Значение угла сС менее 15 вызывает

1121293 резкое удлинение-выходного отверстия выходного сопла смесителя по направлению оси фурмы, что вызывает горение смеси еще в выходном сопле смесителя, а это связано с большими потерями тепла и возможностью прогара фурмы. При К более 60 процесс горео ния смеси происходит в фурме, так как она не успевает выноситься дутьем в фурменный очаг. 10

Наличие автономного подвода окисли теля в смесительную камеру обеспечивает предварительное смешение газообразного топлива с окислителем до его попадания в высоконагретое 15 дутье, что позволяет его полностью сжигать, выдерживая необходимое соот- ношение газообразное топливо-окислитель. Это снимает ограничение на рост расхода газообразного топлива на тон-20 ну чугуна, так как с ростом расхода газообразного топлива через фурму соответственно увеличивается и подача окислителя в смеситель через патрубок подвода окислителя и топливо 25 полностью сгорает.

Предлагаемая фурма позволяет при необходимости вдувать в горн доменной печи конвертированный восстановительный газ без остановки ее. Это осуществляется путем изменения соотношения окислитель-газообразное топливо в пределах, необходимых для обеспечения кислбродной конверсии углеводородов газообразного топлива. При этом смесь окислителя и газообразного топлива, попадая в высоконагретое дутье, конвертируется до СО и Н2 и в горн доменной печи попадает конвертированный высоконагретый газ. Это позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели доменной плавки и уменьшить расход кокса.

Результаты испытаний предлагаемой 45 фурмы представлены в таблице, где в зависимости от вида используемого окислителя и соотношения кислород углеводороды газообразного топлива показана степень сгорания газообразного топлива в фурме и фурменном очаге.

Вид окислителя

Соотношение кислород/

/углеводороды

Степень сгорания, 7.

Воздух

1,5

Кислород

1,8

1,2

1,5

1,8

100

При соотношении кислород-углеводороды, равном 0,5, происходит конверсия углеводородов, при этом степень кон-. вертирования их достигает 967.

Применение предлагаемой фурмы позволяет полностью использовать газообразное топливо при его подаче через фурмы, предотвратить сажеобразование с ростом расхода газообразного топлива через фурму, увеличить его общий расход на тонну чугуна (дальнейшее увеличение расхода газообразного топлива лимитируется только газодинамикой печи}, при необходимости подавать продукты конверсии углеводородов простым изменением соотношения кислород/углеводороды до величины 0,5.

Все это позволяет экономить дефицитный кокс порядка 50 кг/т чугуна.

1121293 ,4-4

Реф

Составитель Ю.Серов

Редактор Н.Киштулинец Техред Т.Маточка Корректор И.Эрдейи

Заказ 7893/19 Тирам 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного ковятета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауиская каб., д. 4/5

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