Фурма для подачи горячего дутья в доменную печь

 

Применение: изобретение относится к металлургической промышленности, а именно к конструкциям воздушных фурм доменных печей. Сущность: в устройстве в конце воздушного канала фурмы выполнен завихритель, состоящий из ряда лопаток, расположенных под углом 20 - 35^o к потоку воздуха. Лопатки завихрителя выполнены из медного листа толщиной 8 - 12 мм, длина допаток 0,2 - 0,4 и высота 0,15 - 0,25 диаметра проходного сечения воздушной фурмы, количество лопаток от 12 до 18 штук. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к оборудованию доменных печей подачи дутья.

Известны фурменные приборы доменных печей, предназначенные для подачи в рабочее пространство печи смеси комбинированием дутья с топливом и кислородом через дутьевое сопло непосредственно к фурме.

Известные конструкции фурменных приборов не создают технологически требуемой однородной смеси, что отрицательно сказывается на распределении восстанавливаемых газов по сечению доменной печи и резко ухудшает дренаж жидких продуктов плавки в околофурменном пространстве, что приводит к преждевременному прогару фурм и, как следствие, к внеплановым остановкам печи, а также к снижению интенсивности плавки.

Для улучшения смешивания топливо-дутьевой смеси, повышения степени ее однородности во внутреннем пространстве фурмы устанавливают вставки, выполненные водоохлаждаемыми или из какого-либо жаропрочного материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является фурма, в которой направляющие ребра выполнены в слое внутренней огнеупорной футеровки фурмы без указания конкретных конструктивных размеров ширины, высоты, толщины ребер, угла наклона ребер к образующей проходного сечения фурмы.

К недостаткам конструкции относится неизбежный быстрый износ направляющих ребер струей дутьевого воздуха в проходном сечении фурмы К недостаткам изобретения относится отсутствие конструктивных размеров завихрителя, без которых не может быть обеспечено выполнения цели интенсификация перемешивания. При определении соотношения геометрических параметров может быть получен отрицательный эффект.

Поставленная цель повышение интенсивного перемешивания воздушного потока с топливом, приводящего к снижению удельного расхода кокса и повышению однородности горнового газа, достигается тем, что в фурменном приборе, содержащем дутьевое сопло, фурму для подачи дутья в печь с топливоподводящим патрубком, устанавливается завихритель в выходном отверстии, который приводит вытекающую из фурмы смесь топлива и воздуха во вращательное движение и способствует их хорошему перемешиванию. Завихритель состоит из ряда профилированных лопаток длиной 0,2-0,4 и высотой 0,15-0,25 выходного отверстия фурмы. Перегородки завихрителя установлены под углом к продольной оси, они образуют угол 20-35^о между направлением топливо-воздушного потока и плоскостью перегородок. Материал перегородок листовая медь, припаиваемая к внутренней водоохлаждаемой поверхности фурмы. Толщина перегородок составляет 8-12 мм и является достаточной для отвода тепла и поддержания температуры перегородки в пределах 250-320^оС.

При такой температуре обеспечивается необходимая стойкость перегородок. В фурме такой конструкции остается просвет по центру шириной 0,3-0,5 от проходного сечения фурмы, необходимый для наблюдения за технологическим процессом через глазок в подводящем колене.

Конструкция фурмы представлена на фиг.1. Она состоит из внутреннего цилиндра 1, по которому в печь подается воздушное дутье, наружной конической поверхности 2, торцового фланца 3, рыльной части 4. В фурму по патрубку 5 подается топливо (может быть применен и другой способ подачи топлива в фурму). Охлаждающая вода подается в фурму по трубе 7 и отводится по трубе 8.

Сущность изобретения заключается в установке завихрителя 6. Завихритель размещен в конце внутреннего цилиндрического канала для протока воздушного дутья.

Конструктивные характеристики пластины завихрителя представлены на фиг. 2.

Работа фурменного прибора представляется следующим образом. После установки фурм в печь и подачи в нее нагретого дутья и холодного топлива (газообразного, жидкого, пылевидного) внутри фурм происходит сгорание той части топлива, которая успела перемешаться с воздухом. Это количество примерно тоже, что и в традиционных фурмах без завихрителя. При выходе из фурмы воздушно-топливный поток, проходящий через завихритель, закручивается и воздух интенсивно перемешивается с топливом на коротком участке пути после выхода из фурмы. Закрученная струя (в отличие от узкой струи в традиционных фурмах) достаточно широка и охватывает большой объем пространства фурменной зоны.

Центральный поток воздушно-топливной смеси проходит в середине воздушного канала фурмы, минуя завихритель. Эта часть воздушного дутья имеет форму жесткой и дальнобойной струи, которая достигает глубинных слоев шихты фурменной зоны.

Поэтому в данной конструкции фурм обеспечивается работа периферии фурменной зоны (за счет завихренного периферийного газового кольца) и работа центра печи за счет центральной части незавихренного потока. Следовательно, предлагаемая конструкция фурм обеспечивает равномерное распределение газов по сечению фурменной зоны и способствует снижению удельного расхода кокса.

Таким образом, предлагаемая конструкция фурмы имеет новое техническое решение наличие завихрителя указанных геометрических параметров и применение фурм улучшает распределение газового потока и снижает удельный расход кокса.

Формула изобретения

1. ФУРМА ДЛЯ ПОДАЧИ ГОРЯЧЕГО ДУТЬЯ В ДОМЕННУЮ ПЕЧЬ с топливоподводящим патрубком и завихрителем, расположенным в цилиндрическом канале фурмы, отличающаяся тем, что завихритель выполнен в виде медных лопаток толщиной 8 - 12 мм, длиной 0,2 0,4 диаметра проходного сечения фурмы, высотой 0,15 0,25 диаметра проходного сечения фурмы, расположенных под углом к продольной образующей проходного сечения, составляющим 20 35^o.

2. Фурма по п.1, отличающаяся тем, что количество лопаток составляет 12 18 штук.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2