Фурменный прибор доменной печи

 

1.ФУРМЕННЫЙ ПРИБОР ДОЖННОЙ ПЕЧИ, содержащий неподвижное и подвижное коленья, сопло с форсункой, на выходном конце которой расположен профильный насадок подвода углеводородного топлива в рабочий канал,- установленный соосно с каналом сопла, и водоохлаждаемую фурму, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода кокса путем повышения эффективности использования твердого топлива при исключении отложений золы на стенках канала Фзфмы , фурма снабжена пат рубками ввода газа в ее канал, размещенными в виде многозаходного винта с углом прдъ- 9 ема винтовой линии 20-24. 2.Прибор ПОП.1, отличающийся тем, что длина горизонтальной части насадка равна 2,54 ,0 калибрам форсунки, причем ее выходное сечение расположено от рыла фурмы на расстоянии 3-5 ее калибров.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) 4(51

f3

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ м

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делдм изОБ1 етений и Отн)итий (21) 3600172/22-02 (22) 03.06.83 (46) 30,.01.85. Бюл. № 4 (72) Ю.А.Приходько, В.В.Канаев, Е.Е.Гаврилов, А.А.Касаткин, А.Г.Ульянов, В.Ф.Тарасенко, Ф.Н.Москалина, А.И.Мельник, В.И.Афанасьев и Л.P.Êóëåø (71) Институт черной металлургии (53) 669.162.221.4 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР № 522234, кл. С 21 В 7/16, 1976.

2.Ярошевский С.Л. и др. Применение пылеугольного топлива для выплавки чугуна, Киев, "Техника", 1974, с. 132-134.

З.Проведение промышленных плавок на доменной печи ¹ 3 завода "Запорожсталь" с подачей в горн пыпеугольного топлива совместно с природным газом и обогащением дутья кислородом (заключительный отчет НИР 4-13-78), Днепропетровск-Запорожье, 1979 с. 68.

4.Авторское свидетельство СССР № 986928, кл. С 21 В 7/16, 1981 (прототип). (54) (57) 1.ФУРМЕННЫЙ ПРИБОР ДОМЕННОЙ

ПЕЧИ, содержащий неподвижное и подвижное коленья, сопло с форсункой, на выходном конце которой расположен профильный насадок подвода углеводородного топлива в рабочий канал,- установленный соосно с каналом сопла, и водоохлаждаемую фурму, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода кокса путем повышения эффективности использования твердого топлива при исключении отложений золы на стенках канала фурмы, фурма снабжена патрубками ввода газа в ее канал, размещенными в виде многозаходного винта с углом подь- g ема винтовой линии 20-24 о

2.Прибор по п.1 о т л и ч е ю " шийся тем, что длина горизонтальной части насадка равна 2,54,0 калибрам форсунки, причем ее вы- Я ходное сечение расположено от рыпа фурмы на расстоянии 3-5 ее калибров.

113710б

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для раздельного согласованного ввода газообразного и твердого топлива в Аурменный прибор.

Известны фурменные приборы, в которых ввод твердого топлива осуществляется форсункой, пропущенной через тело сопла или фурмы, а газообразного топлива — через патрубки, расположенные в фурме Г1) и (2J

Недостатками этих устройств являются низкий допустимый расход и невысокая эффективность использования 15 твердого топлива из-за отсутствия необходимой организации взаимодействия топливных струй.

Известен также Аурменный прибор, содержащий подвижное и неподвижное 20 коленья, сопло с форсункой, пропущенной через его тело на ось,и охлаждаемую фурму с патрубками ввода газообразного топлива в рабочий канал (3) .

Недостатками известного прибора являются наличие очаговых зон отложений золы на стенках рабочего кана ла фурмы и.выходном сечении Аорсунки, а также отрицательное влияние ЗО газообразного топлива на газиАика.цию твердого топлива, что приводит к ограничению расхода твердого топ лива, поскольку интенсивность образования отложений увеличивается с ростом его расхода, и снижению эАфективности использования твердого топлива.

Золовые отложения отрицательно влияют на работу доменной печи, нарушая сложившиеся условия распределения дутья по окружности печи, а также являются причиной тихого хода и даже остановок печи для необходимого удаления отложений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является Аурменный прибор, содержащий неподвижное и подвижное коленья, сопло с Аорсункой, йа выходном конце которой расположен профильный насадок подвода углеводородного топлива в рабочий канал, установленный соосно с каналом сопла, и водоохлаждаемую фурму °

Расстояние между сочленением сопла и фурмы с одной стороны и выходным отверстием патрубка подачи топлива с другой стороны равно 1,7 диаметра сопла и обеспечивает предотвращение контакта струи газа с сочленением сопла и фурмы (4) .

Однако данная конструкция Аурменного прибора не обеспечивает при совместной подаче твердого вида топлива и газообразного необходимую эфАективность их подачи и не исключает недостатка отложения золы при сгорании твердого топлива в виде угольной пыли на стенках рабочего канала фурмы.

Цель изобретения — снижение расхода кокса путем повьппения эАфективности использования твердого топлива при совместной подаче его в канал с природным газом при исключении отложений золы на стенках рабочего канала фурмы.

Поставленная цель достигается тем, что в Аурменном приборе, содержащем неподвижное и подвижное коленья, сопло с форсункой, на выходном конце которой расположен про-. фильный насадок подвода углеводород-. ного топлива в рабочий канал, установленный соосно с каналом сопла, и водоохлаждаемую фурму, фурма снабжена патрубками ввода газа в ее канал, размещенными в виде многозаходного винта с углом подъема винтовой линии 20-24 о

При этом длина горизонтальной части насадка равна 2,5-4„0 калибрам

Аорсунки, причем ее выходное сечение расположено от рыла Аурмы на расстоянии 3-5 ее калибров.

На Аиг. 1 показан Аурменный прибор доменной печи; на Аиг. 2 — сечение А-А на Аиг. 1; на Аиг. 3 — развертка рабочей поверхности стакана фурмы от места ввода газа до выхода фурмы в печь (заштрихована область защищенная газовой пленкой} .

Фурменный прибор доменной печи содержит неподвижное 1 и.подвижное 2 коленья, сопло 3 с Аорсункой 4, на выходном конце которой расположен профильный насадок 5 подвода углеводородного топлива в рабочий канал, установленный соосно с каналом сопла, и водоохлаждаемую фурму 6. Фурма снабжена патрубками 7 ввода газа в ее канал, размещенными в виде многозаходного винта с углом подъема винтовой линии 20-24 . Длина горизоно тальной части насадка равна 2,5-4,0

1137106

Следует отметить, что подача газообразного топлива по спирали по калибрам Аорсунки, причем ее выходное сечение расположено от рыла фурмы на расстоянии 3 — 5 ее калибров °

Твердое топливо через Аорсунку 4 и профильный насадок 5 подается на ось сопла 3 по ходу дутья и, смешиваясь, постугает в рабочий канал охлаждаемой фурмы 6. Раскрытие струи твердого топлива сопровождается его горением. В рабочем канале охлаждаемой фурмы б через патрубки 7 ввода газообразного топлива, размещенные по спирали по типу многозаходного винта, в периАерийные слои дутья подается газообразное топливо, созда-15 ющее между потоком дутья и холодной поверхностью канала фурмы промежуточный закрученный поток. Смесь твердого и газообразного топлива с дутьем поступает в Аурменную зону, где завершаются процессы горения и .газификации.

Подача газообразного топлива по спирали по типу многозаходного винта с углом подъема винтовой линии

20-24 обеспечивает, во-первых, О аэродинамическую защиту внутреннего стакана фурмы от отложений золы и истирающего действия твердого топлиsa, во-вторых, за счет большей реакционной способности газообразного топлива на пути твердого топлива создается бескислородная область, что тормозит развитие золообразования, в-третьих, за-счет организации движения газообразного топлива в периАерийной зоне не искажается центральная часть потока. Разделение потоков твердого и газообразного топлив позволяет более полно осу40 ществить процесс газификации. частиц твердого топлива и за счет этого повысить эфАективность его использования. Дополнительная турбулизация потока газообразного топлива позволяет повысить эффективность его ис45 пользования. Кроме того, при вводе газообразного топлива по спирали с углом подъема винтовой линии 20-24 достигается минимальный коэффициент аэродинамического сопротивления газоподводящего тракта, что обеспечивает дополнительное увеличeíèå расхода газообразного топлива при существующем его давлении в магистрали.

55 типу многоэаходного винта с углом

1 подъема винтовой линии может быть использована и при отсутствии твердого топлива. В этом случае за счет уменьшения развития ниролиза газообразного топлива с выделением сажистого углерода повышается коэффициент замены кокса газообразным топливом.

Подача твердого топлива через форсунку, выходной конец которой снабжен профильным насадком, установленным соосно осевой линии сопла, горизонтальная часть которого выполнена длиной 2,5-4,0 калибрам форсунки, позволяет исключить отложения на ее поверхности и за счет стабилизации аэродинамики потока дутья повысить эффективность использования твердого топлива.

В теневой, т.е. расположенной с противоположной по отношению к потоку дутья, стороне выступающей в рабочий канал сопла части форсунки возникают вихри, действие которых распространяется на расстояние не более 2,5 калибров форсунки. Так как длина выходного горизонтального участка профильного насадка 5 равна

2,5-4,0 калибрам форсунки, то выходное сечение последнего вынесено эа пределы действия вихрей теневой стороны и по его периметру установится давление, равное давлению в Аурме, вследствие чего отрицательное действие вихревой теневой стороны Аорсунки устраняется. Дополнительные вихри, возникающие за выходным сечением насадка 5, не приводят к отложению золы из-sa отсутствия горения частиц пыли, поскольку циркуляция происходит во внутренней обедненной кислородом и непрерывно охлаждаемой холодной струей воздуха и твердого топлива части факела.

При расстоянии выходного сечения насадка от устья Аурмы, равном 3-5 калибрам Аурмы., создаются оптимальные условия для равномерного распределения твердого топлива в поперечном сечении струи дутья и газиАикации его частиц, что обеспечивает максимальную эфАективность использования твердого топлива. В этих условиях гранин эоловых отложений проходит на расстоянии 1-2 калибров фурмы от ее устья. Наличие аэродинамической защиты закрученного газообразного топлива уменьшает отло1137106 жения эолы за счет охлаждения жид- потоком ан ких части ком, аналогично распределению частиц и замедления процессов давления б горения в среде с восстановительным при о текании цилинд а р (им потенциалом. является выходной конец форсунки): перед струей (цилиндром) соз ае

При истечении осесимметричной 5 6 здается не ольшой подпор, а за ст ей струи параллельно стенке внешняя . л граница струи на уровне оси остает- н линдром) — довольно сильное

) — е разрежеся практически прямолинейной на за струей (т ли ние, причем выравнивание а д вления (4 где о — диа- - примерно на расстоянии 2 5 калибметр газового сопла) с углом раскрыУ о ров от центра отверстия. тия =15 (с учетом сносящего эА- В фекта потока дутья внешняя граница результате пе епа а р д давления

9 между основным потоком и поток обращенная к потоку, будет прижиоком в затененной зоне за выхо ным с маться к оси, что приведет к уменьв д м сечешению угла раскрытия и снижению нием пылеугольной форс нки с у оздаетвероятности набегания струй на ся вихревая зона. Ии к л

° 1 р улируя со знз соседний ввод). чнтельно меньшей скоростью ч м ру на чнтел . ", е

Для обеспечения надежной аэроди) . скорость основного потока част ицы угольной пыли дополнительно пе намической защиты поверхности внут- шиваютс о перемеиваются с высоконагретым дутьем и реннего стакана фурмы дальнобойность М горят об à; я и газовой ст о орят, о разуя и затененной зоне устойо струи должна быть максималь- чивый фронт пла K ной. При этом за счет окружного

3 пламени. апли золы пла ., Циркулируя в затененной зоне, забрасывадвижения газа в пристеночной зоне ся на холодную поверхность выходразница скоростей дутья и газа оста- ного с ется на максимальном уровне что 25 не сечения форсунки и прилипают ют к

Ф нему, что приводит r; обгоранию посулучшает их смешение. При увеличении леднего и на нарушению аэродинамики нои струи. угла наклона ввода газа в виде полу- пылеугольн ограниченной струи от 11 до 24 про- Таким об азом. исходит снижение коэ л . р— аким образом; в результате усонижение коэффициента сопро- вершенствования подводов тве о ов твердого и

105 24 ) причем при угле накло прибор организуется оптимальная . на 0-24 значение коэффициента со- схема сжи противления остается на уровне 65- обеспеч гания топливных .ст и чт

"ру", то

60. Сле о овне — о еспечивает устранение эоловых отледовательно, по условиям обес- ложений на поверхностях форсунки и печения максимальной дальнобойност ти З урмы и олее полную газификацию ф и разности скоростей потока дутья частиц тве твердого топлива. Это позвогаза„ угол наклона винтовой линии ляет . в ,о яет увеличить расход твердого.топравный 24 является п е ел р д ьным. лива и повысить эдкЬективность

Расп е р деление давления вокруг на- использования что п иво чального сечения ст руи, обтекаемой 40 жению расхода кокса.

1137106

А-А

Вда3 газробразниа пиириЕО го

Составитель Ю.Серов

Редактор Ю.Ковач Техред М. Гергель Корректор H.Êîðoëü

Заказ 10467/18 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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