Устройство для подачи природного газа в фурмы конвертера

 

Использование: цветная металлургия , конструктивное выполнение устройств для подачи природного газа в фурмы горизонтального конвертера. Сущность: газовый коллектор расположен внутри воздушного фурмоколлектора под клапаном фурменной коробки, газовые патрубки врезаны в каждую фурменную коробку под углом к горизонтали, а соотношение внутренних диаметров каждого газового патрубка и каждой фурменной коробки составляет 0,1-0,2. Устройство позволяет повысить эксплуатационную надежность и безопасность обслуживания. 2 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ф)5 С 22 В 15/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATFHTV

ОТЕ,а

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4935007/02 т (22) 07.05.91 (46) 15.06.93. Бюл. 1г 22 (71) Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникельн (72) В.Н,Лмпилогов, Е.П.Недвецкий, В.Н.Галанцев, Г.В.Востринов, А.Г.Ряб-. ко, В.В.Стрелкович и А.А.Никольский (73) Государственный проектный и научно-исследовательский институт нпипроникель! (56) чижов Д.и., Гречко А.В. "Отопительно-дутьевые устройства на природном газе в пирометаллургии. Н.: Металлургия, 1986, с. 56, 57.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к конструктивному выполнению устройств для подачи природного газа в Фурмы горизонтального конвертера.

Известно устройство для сжигания и подачи газов, в том числе и природного газа под расплав, содержащее камеру смешения с отверстиями для подвода газа, газовый коллектор, камеру горения, сопло и патрубки для подвода воздуха, установленные тангенциально относительно поверхности камеры смешения, а оси отверстий для подвода газа в камеру смешения направлены тангенциально в обратную сторону для создания противотока газа и воздуха.

Недостатком указанного устройства является малый срок его службы, выэ„„5Q „„1822438 А 3 (54) Устройство Для подачи пригодного

ГЛЗЛ В ФУРИИ KOHDEPTEPA (57) Использование: цветная металлургия, конструктивное выполнение устройств для подачи природного газа в фурмы горизонтального конвертера.

Сущность: газовый коллектор расположен внутри воздушного Фурмоколлектора под клапаном фурменной коробки, газовые патрубки врезаны в каждую фурменную коробку под углом 45-60 к горизонтали, а соотношение внутренних диаметров кажлого газового патрубка и каждой фурменной коробки составляет 0,1-0,2 ° Устройство позволяет повысить эксплуатационную надежность и безопасность обслуживания. 2 ил. ванный попаданием расплава в камеру смешения, что приводит к ее эабиванию и выгоранию футеровки и громоздкость конструкции.

Кроме того, это устройство не может обеспечить сжигание газа с коэффициентом расхода окисления (а) более

1,20, чем небезопасно, так как при этих значениях (а ) 1,20) может произойти отрыв пламени.

I !

Другое известное устройство снабжено дополнительным патрубком, установленным по оси устройства, заходящим в камеру смешения на расстояние, составляющее 0,2-0,8 ее длины, при этом диаметр патрубка составляет

0,21-0,65 диаметра камеры смешения.

1822438

Недостатком этого устройства является его большая сложность и громозд-. кость конструкции.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является "Устройство для подачи природного газа в фурмы горизонтального конвертера".

Прототип состоит из воздушного 30 фурмоколлектора, газового коллектора, фурменной коробки с фурмами, трактов подачи газа от коллектора в тело фурм, т.е. газовых патрубков.

Недостатком такой конструкции для подачи газа является невозможность полного смешения природного газа с воздухом и громоздкость конструкции подвода газа от коллектора в тело фурмы, имеющих 3 поворота под прямым углом иэ 5 поворотов, что резко увеличивает гидравлическое сопротивление тракта и уменьшает пропускную способность по газу, и, значит, его скорость. Незначительная скорость по- д; ступления газа даже при небольшом падении давления газа может привести к проскоку горящей газовой смеси в газовый патрубок и далее в газовый коллектор, что может привести к взрыву всего устройства, Кроме того, в конструкции прототипа длина газового патрубка, прямолинейная часть которого располагает- 35 ся внутри фурменной коробки и тела

©урмы чуть меньше суммарной длины фурменной коробки и тела фурмы, т.е. струя газа истекает в тело фурмы поч" ти на ее срезе, т.е. времени для сме- 40 шения газа с воздухом в теле фурмы практически не остается и смешение происходит над ванной расплава в конвертере в неблагоприятных условиях из-за чего значительное количество 45 природного газа не успевает сгореть и покидает конвертер непрореагировавшим, что увеличивает вероятность попадания метана на рабочие площадки в районе напыльника и трактов загрузки песчаника и оборотов, что небезопасно.

Другим недостатком является недостаточная механическая прочность и незащищенность газового коллектора и гибких металлических рукавов от кусков падающих с напыльника настылей.

При повороте конвертера и открытии защитной шторки куски настыли с кессонированной наклонной части напыльника падают на газовые патрубки и открывают их по сварочному шву, что приводит, помимо простоев на ремонт, к попаданию природного газа на обслуживающие площадки цеха.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности устройства и безопасности обслуживания устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для подачи природного газа включает воздушный фурмоколлектор и газовый коллектор, фурменные коробки с фурмами, газовые патрубки, при этом газовый коллектор расположен внутри воздушного фурмоколлектора над клапаном фурменной коробки, газовые патрубки врезаны в каждую фурменную коробку под углом 45-60 к горизонтали, а соотношение внутренних диаметров каждого газового патрубка и каждой фурменной коробки составляет 0,10,2.

Сущность предлагаемого устройства заключается в следующем.

Расположение газового коллектора вместе с газовыми патрубками внутри воздушного Фурмоколлектора выше фурменной коробки полностью защищает его от попаданий кусков настыли с напыль» ника при повороте конвертера, что увеличивает эксплуатационную надежность и безопасность обслуживания, а расположение и коллектора и газовых патрубков выше фурменной коробки обеспечивает их сохранность даже при повреждении воздушного фурмоколлекто" ра от кусков настыли, так как при повороте конвертера в ожидании набора штейна, а тем более при сливе шлака куски настыли попадают лишь на нижнюю половину фурмоколлектора.

Врезка газового патрубка не в те" ло фурмы, а в фурменную коробку обеспечивает большое время смешивания природного газа с воздухом за счет увеличения пути прохождения газовой смеси до среза фурмы, что уменьшает вероятность проскока пламени внутрь газоього коллектора и повышает эксплуатационную надежность.

Если угол между осью газового патрубка и горизонталью (0() больше

60, то уменьшается эжекция газа о внутри фурменной коробки потоком фур менного воздуха и увеличивается гидравлическое сопротивление проходу

5 18224 газ по фурме, а если к меньше 45, то уменьшается путь прохождения газовой смеси от места врезки газового патрубка до среза фурмы. В обоих случаях степень смешения газа с воздухом уменьшается что ухудшает безопасность обслуживания.

Расположение r àçîâîãî коллектора ур над клапаном фурменной коробки воздушного фурмоколлектора преследует ту же цель - увеличить расстояние от места врезки газового патрубка в тело фурменной коробки до среза фурмы, чтобы улучшить степень перемешивания газа с воздухом до попадания газовой смеси в расплав.

При соотношении внутренних диаметров газового патрубка (d„) и фурмен- 20 ной коробки (d+) больше 0,20 увеличивается количество газа на весовую единицу Воздуха и степень смешивания газа с воздухом уменьшается, а при

d„ d 0,10 увеличивается гидравличес- 25 кое сопротивление газового тракта и уменьшается пропускная способность газового тракта, что при падении давления .газа может привести к проскоку пламени внутрь газовых коммуникаций. щ

В указанном диапазоне перечисленных параметров (ф(45-60, d .йф

= g,10-0,20) обеспечиваются наилучшие условия для. полного смешения природного газа с воздухом при достаточной пропускной способности газового тракта, что обеспечивает безопасную эксплуатацию заявляемого устройства.

На фиг.1, 2 изображена предлагаемое устройство для подачи природного газа в фурмы горизонтального конвертера, где 1 - воздушный фурмоколлектор, 2 - газовый коллектор, 3 - фур38 6 менная трубка (фурми), 4 - фурменный стакан, 5 - фурменная коробка, 6 газовый патрубок.

Устройство работает следующим образом. Из шурмоколлектора 1 при продувке расплава воздух r1ocTQRHHo через фурменную коробку 5 со стаканом

4 поступает в фурму 3 и выносится в глубину конвертерной ванны расплава.

При необходимости подачи природного газа в воздушное дутье открывается задвижка на газовом коллекторе и газ эжектируется потоком воздуха в Фурменную коробку 5 и далее в фурменную трубку 3. Проходя путь от места врезки газового патрубка 6 до среза фурмы 3, газ успевает хорошо перемешаться с воздухом, что обеспечивает в ванне расплава его полное сгорание (без остатков неразложившегося метана). В результате увеличивается безопасность обслуживания на рабочих площадках.

Формула изобретения

Устройство для подачи природного газа в фурмы конвертера, включающее воздушный рурмоколлектор и газовый коллектор, фурменные коробки с фурма1 ми, газовые патрубки, о т .л- и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше" ния эксплуатационной надежности и безопасности в обслуживании, газовый коллектор расположен внутри воздушного Фурмоколлектора над клапаном фурменной коробки, газовые патрубки врезаны в каждую Фурменную коробку под углом 45-60 к горизонтали, а соотноо шение внутренних диаметров каждого газового патрубка и каждой фурменной коробки составляет 0,1-0,2.

1822430

Составитель B.Àìïèëîãîâ

Техред Н.Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор С.Никольская

Закаэ 2120 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101