Дутьевая фурма доменной печи
Изобретение относится к металлургии черных металлов и может быть использовано в доменном производстве для подачи горячего дутья в горн. Целью изобретения является экономия и повышение стойкости фурмы. Предложенная конструкция воздушной фурмы позволяет без существенных капитальных затрат улучшить смешивание углеродсодержащих добавок с потоком дутья. Для этого на внутреннем стакане выполнен по крайней мере один плавно сопряженный с ним выступ, в вершине которого расположена трубка реагента. Расстояние между центром выходного сечения трубки и выходным сечением фурмы определяется из выражения L/D = 2,3-(0,5-H/D)/TGΑ+К<SB POS="POST">э</SB>, где L - расстояние между центром выходного сечения трубки подвода реагента и выходным сечением фурмы, м D - диаметр выходного сечения фурмы, м H - высота выступа на внутреннем стакане, м α - угол наклона выходного участка трубки подвода реагента к оси фурмы, град К<SB POS="POST">э</SB> - эмпирический коэффициент, К<SB POS="POST">э</SB> = (1-2)<SP POS="POST">.</SP>(-0,1+0,5COSΑ). Угол наклона трубки подвода реагента к оси фурмы равен 30-90°, а высота выступа на внутреннем стакане составляет 1/5-1/3 D. Если имеется резерв по давлению природного газа или расход его велик, то выполняют несколько выступов, располагая их в одной плоскости, перпендикулярной оси фурмы. Отношение площади проходного сечения фурмы в этой плоскости к площади выходного сечения канала фурмы находится в пределах 0,6-0,8. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
209 А1 ав и?> (51)5 С 21 В 16
4; -1-:
E>ii>„„.,!
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АBTOPCHOMY С8ИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4448557131-02 (22) 24.06.88 (46) 07.03.90. Бюл. h 9 (71) Мариупольский металлургический институт . (72) И,Э.Крылов, Н.Н.Гемнохуд, Е.И ° Четыркин, В.И.Барабанов, А.В.Рожков, А.B.Ñóùåíêo и Г.А,Шапиро (53) 669.162.22 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 1?86637, кл. С 21 В 7/16, 1985.
Авторское свидетельство СССР
N 1 !35758, кл. С 21 В 7/16, 1985. (54) ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение относится к металлургии черных металлов и может быть использовано в доменном производстве для подачи горячего дутья в горн.
Целью изобретения является экономия и повышение стойкости фурмы. Предложенная конструкция воздушной фурмы позволяет без существенных капитальных затрат улучшить смешивание угле-. родсодержащих добавок с потоком дутья
ДЛя этого на внутреннем стакане выполнен по крайней мере один плавно
Изобретение относится к металлур- гии черных металлов и наиболее эффективно может быть использовано в доменном производстве для подачи горячего дутья и углеродсодержащих добавок в горн.
Целью изобретения является эконо мия топлива и увеличение стойкости хурмы.
2 сопряженный с ним выступ, в вершине которого расположена трубка реагента. Расстояние между центром выходного сечения трубки и выходным сечением фурмы определяется из выражения
Ь/Э = 2,3 - (0,5-:Н/D)/tg cL + Кэ где L - расстояние между центром выходного сечения трубки подвода реагента и выходным сечением фурмы, м;
D — диаметр выходного сечения фурмы, м; Н - высота выступа на внутреннем стакане, м; 0 - угол наклона выходного участка трубки подвода реагента к оси фурмы, град; К - эмпирический коэффициент, равный К = (1 - 2) х (-0,1 + 0,5 cos К ). Угол наклона трубки подвода реагента к оси фурмы равен 30-90, а высота выступа на внутреннем стакане составляет 1/51/3 D. Если имеется резерв по давлению природного газа или расход его велик, то выполняют несколько выступов, располагая их в одной плоскости перпендикулярной оси фурмы. Отношение площади проходного сечения фурмы в этой плоскости к площади выходного ,сечения канала фурмы находится в пределах 0,6-0,8. 3 з.п.ф-лы, 1 ил, На чертеже показана фурма, разрез.
Трубка для подвода реагента 1 расположена в плавно сопряженном с поверхностью внутреннего стакана выступе 2 и направлена в сторону, противоположную потоку дутья . Полость выс- тупа 2 начинается непосредственно
1548209 за Фланцем и заканчивается вблизи устья фурмы.
- Вода беспрепятственно циркулирует в полости, обеспечивая ее интенсивное охлаждение, что способствует увеличению стойкости фурмы. Оптимальные значения без размерного расстояния L/D высоты выступа и угол наклона трубки для подачи реагента определяют экспериментально и расчетно с учетом влияния этих величин на степень перемешивания реагента с дутьем и распространение (направление и длину) струйного потока природного газа. 15
Обработка экспериментальных и расчетных данных показывает, что оптимальными являются соотношение расстояния между центром. выходного сечения трубки для подвода реагента (L) и выхрдным сечением канала фурмы к диаметру выходного сечения фурмы (D) в пределах, определяемых из формулы:
L/D = 2 3 — (О 5 — Н/В) tga + К
L где Н - высота выступа на внутреннем стакане, м;
cL — угол наклона выходного участка трубки подвода реагента к оси Фурмы, град;
К - эмпирический коэффициент, равный
К = (1 - г) (0, cosl -0,1). э
Угол наклона трубки для подачи реагента к оси Фурмы при,сохранении остальных заявленных соотношений обеспечивает эффективное перемешивание реагента и дут.ья при значениях 3090
Эффективному перемешиванию дутья и реагентов соответствует высота выступа в пределах Б/Э = (1/5 — 1/3), 45
Если имеется резерв по давлению природного газа (его подают в печь без предварительной компрессии) или расход его велик, целесообразно выполнение нескольких углублений на внутреннем стакане фурмы. Такое рас50 положение подводов позволяет в еще большей степени перемещать дутье и реагент особенно l1pH высоких расходах последнего.
При подаче потока СН4. нескольки,ми струями появляется возможность .из-за увеличения удельной поверхности взаимодействия потоков СН4 и воздуха повысить эффективность перемешивания их.,При подаче СН несколь" кими потоками, т.е. при выполнении на внутреннем стакане более одного выступа, наиболее целесообразно их размещение в одной плоскости (перпендикулярной оси фурмы). Это позволяет, помимо описанных эффектов, обеспечить дополнительный эффект местного сужения канала фурмы в месте подвода СН4, в результате чего еще более повысить эффективность смешивания. Это происходит из-за усиления (после местного сужения) эжектирующего и турбулизирующего действия потока воздушного дутья на потоки при-, родного газа.
При этом оптимальным соотношейием площадей проходного сечения фурмы в плоскости ввода реагентов к площади выходного сечения канала фурмы является 0,6-0,8.
Разработано два способа изготовления данных фурм: метод сварки предварительно выполненного выступа с внутренним стаканом фурмы, метод штамповки выступа на внутреннем стакане фурмы.
Второй метод более предпочтителен поскольку повышает плавность сопряже" ния внутреннего стакана и выступа, снижает концентрации напряжений, упрощает изготовление. Все остальные операции по сборке Фурмы выполняются по стандартной схеме.Применение предлагаемой конструкции дутьевой Фурмы позволяет снизить расход кокса на выплавку чугуна на
5 кг/т чугуна за счет повышения коэффициента замены кокса природным газом.
Формула изобретения
1..0утьевая фурма доменной печи, .содержащая водоохлаждаемый корпус, состоящий из фланца, носка, наружного и внутреннего стаканов, трубок подвода и отвода охладителя и подвода реагента, отличающаяся тем, что, с целью экономии топлива и увеличения стойкости фурмы, в проходном сечении Фурмы на поверхности внутреннего стакана выражен по крайней мере один плавно сопряженный с поверхностью выступ, в вершине которого расположена трубка подвода реа5 1548209 гента, причем расстояние между центром выходного сечения трубки и выход-, щ ным сечением фурмы определяется из ре выражения
L/D 2,3 — (0,5 - Н/D) Едоа + К„
Пбд
/vied
200
Составитель А.Каждан
Техред Л.Олийнык Корректор O.Кравцова
Редактор Н.Гунько
Заказ 113 Тираж 502 Подписное
8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Гагарина, 101 где L — расстояние между центром выходного сечения трубки подвода реагента и выходным сечением фурмы, м;
D — диаметр выходного сечения фурмы, м;
Н - высота выступа, м;
Ы. - угол наклона выходного участка трубки подвода реагента к оси фурмы, град;
K> - эмпирический коэффициент, К = (1...2)(0,5cos М - 0,1) .
2. Фурма по и. 1, о т л и ч а юа я с я тем, что трубка подвода агента направлена в сторону, противоположную устью фурмы, а угол наклона трубки к оси фурмы равен 30-90 .
3. Фурма по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что высота выступа составляет 1/5-1/3 диаметра выходного сечения канала фурмы.
4, Фурма по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что при количестве выступов более одного центры выходных отверстий трубок подвода реагента расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси фурмы, причем отношение площади проходного сечения фурмы в этой плоскости к площади выходного сечения канала фурмы находит20;ся в пределах 0,6-0,8.
