Воздушная фурма доменной печи



Воздушная фурма доменной печи
Воздушная фурма доменной печи

 


Владельцы патента RU 2523368:

Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") (RU)

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к воздушной фурме доменной печи. Воздушная фурма содержит полый водоохлаждаемый корпус и расположенные в верхней части внутреннего стакана выступающие в рабочий дутьевой канал сопла для подачи газообразного топлива. Сопла выполнены различного диаметра круглого сечения и установлены под углом 25°-45° к горизонтальной оси воздушной фурмы с ориентацией оси сопла меньшего диаметра на ось воздушной фурмы, а оси сопла большего диаметра - на участок, составляющий (1/2-1/3) длины нижнего вертикального радиуса внутреннего стакана фурмы в месте расположения сопла. Площади сечения сопел выполнены с соотношением (0,8-1,2):(1,3-1,7). Сопла подачи газообразного топлива направлены навстречу воздушному дутьевому потоку под углом 115°-135°.Использование изобретения обеспечивает снижение расхода кокса за счет улучшения перемешивания газа с воздушным дутьем. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к оборудованию доменных и шахтных печей, и предназначено для подачи в рабочее пространство печи дополнительного газообразного топлива совместно с воздушным или обогащенным кислородом дутьем.

Известна дутьевая фурма доменной печи, состоящая из водоохлаждаемого корпуса со стальным фланцем и пропущенной через полость водоохлаждаемого корпуса газоподводящей трубкой, выходной конец которой выведен в рабочий канал фурмы под углом навстречу потоку дутья, причем поперечное сечение выходного канала - сопла выполнено в виде щели (SU 368319, 26.01.1973).

Недостатком этой фурмы является неудовлетворительное перемешивание вдуваемого газообразного топлива с воздушным дутьем из-за низкой кинетической энергии потока этого топлива, что не обеспечивает полного его сжигания кислородом в околофурменном пространстве. Не прореагировавшая с кислородом часть газообразного топлива при контакте с раскаленным до 1500°С коксом распадается на сажу и водород по реакции:

СН4→С+2Н2-Q

со значительными затратами тепла на пиролиз метана (Q -3340 кДж/м3). Это в конечном итоге приводит к снижению эффективности использования восстановительной и тепловой энергии газообразного топлива.

Процесс смесеобразования в этой конструкции фурмы затруднен тем, что газ выходит из насадки сопла в дутьевой канал воздушной фурмы плотным широким потоком с низкой скоростью истечения. При этом поток дутья прижимает газ к холодной поверхности внутреннего стакана фурмы, что дополнительно сдерживает достижение порога воспламенения.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является известная конструкция воздушной фурмы доменной печи, содержащая полый водоохлаждаемый корпус с фланцем и расположенными в верхней части внутреннего стакана выступающими в рабочий канал соплами для подачи природного газа, причем сопла выполнены прямоугольного сечения и с соотношением сторон 1:2, меньшая сторона которых ориентирована на ось фурмы, а суммарная площадь их сечения определена соотношением:

Fs=(0.06÷0.02)Ff,

где: Ff - средняя площадь поперечного сечения фурмы на участке от ввода природного газа до среза носка фурмы, м2 (SU 1770366, 23.10.1992).

Недостатком вышеуказанной конструкции является недостаточная эффективность перемешивания газообразного топлива и дутьевого потока.

Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение условий смешивания газообразного топлива и воздушного дутья, лучшего протекания реакции горения топлива за счет обеспечения снижения порога активации воспламенения смеси, достижения высокой степени горения смеси в полости дутьевого канала фурмы, что приведет к улучшению степени использования углеводородного топлива и снижению расхода кокса.

Указанный технический результат достигается тем, что воздушная фурма доменной печи включает полый водоохлаждаемый корпус и расположенные в верхней части внутреннего стакана выступающие в рабочий дутьевой канал фурмы сопла различного диаметра для подачи газообразного топлива, при этом сопла выполнены круглого сечения. Сопла установлены под углом 25°-45° к горизонтальной оси воздушной фурмы с возможностью направления (ориентации) оси сопла меньшего диаметра непосредственно на горизонтальную ось воздушной фурмы, а оси сопла большего диаметра - на участок, составляющий (1/2-1/3) длины нижнего вертикального радиуса внутреннего стакана фурмы в месте расположения сопла. При этом отношение площадей сечения сопел меньшего диаметра и большего диаметра для подачи природного газа составляет (0,8-1,2):(1,3-1,7). Сопла для подачи природного газа направлены навстречу дутьевому потоку под углом 115°-135°.

Предложенная конструкция фурмы, геометрические размеры, расположение выходных сопел, ориентация направленности осей сопел для подачи газообразного топлива, соотношение расходов газообразного топлива по соплам установлены и рассчитаны опытным путем на холодной модели и обеспечивают рациональное протекание процессов смесеобразования и горения газа и дутья.

Расположением сопел под углом 25°-45° к горизонтальной оси воздушной фурмы с направлением оси сопла меньшего диаметра непосредственно на горизонтальную ось воздушной фурмы, а оси сопла большего диаметра - на участок, составляющий (1/2-1/3) длины нижнего вертикального радиуса внутреннего стакана фурмы в месте расположения сопла, создаются условия образования тангенциальных сил вращения струй газообразной топливной добавки и обеспечивается наиболее полное ее перемешивание с дутьевым потоком и последующее горение смеси.

Выполнение площадей сечения газоподающих сопел в соотношении (0,8-1,2):(1,3-1,7) обеспечивает подачу газа через них в соотношении (35-45):(55-65) %, что также приводит к лучшему перемешиванию газообразного топлива (природного газа) с воздушным дутьем.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана воздушная фурма с двумя соплами ввода газообразного топлива, вид со стороны фланца, на фиг.2 - продольный разрез по А-А на фиг.1.

Воздушная фурма доменной печи содержит водоохлаждаемый корпус 1, внутренний медный или стальной стакан 2, стальной фланец 3, образующие дутьевой канал фурмы. Через полость водоохлаждаемого корпуса 1 пропущены трубы подачи и отвода воды 4 и трубы подвода газообразного топлива 5, на концах которых установлены сопла 6 и 7.

Фурма работает следующим образом. Газообразное топливо через разветвляющиеся два подвода (фиг.1) подается в два сопла 6 и 7, выступающие в дутьевой канал фурмы. Сопла установлены в верхней части внутреннего стакана 2 под углом 25°-45° к горизонтальной оси воздушной фурмы. Ось сопла меньшего диаметра 6 направлена (ориентирована) на ось воздушной фурмы, создает условия для сосредоточения подаваемого газа в верхней части дутьевого канала. Ось сопла большего диаметра 7 направлена (ориентирована) на участок, составляющий (1/2-1/3) длины нижнего вертикального радиуса (R) внутреннего стакана 2 фурмы в месте расположения сопла.

Площади сечения сопел меньшего и большего диаметров имеют соотношение (0,8-1,2):(1,3-1,7), что обеспечивает подачу газообразного топлива через них в соотношении (35-45):(55-65) %.

Расположение сопел в дутьевом канале фурмы и выполнение соотношения их площадей сечения в соответствии с предлагаемым изобретением создают вращательный импульс воздушному дутьевому потоку и образованной газовоздушной смеси, активизируя процесс их перемешивания.

Более активное перемешивание газообразного топлива и дутья создается также за счет направленности потока газообразного топлива навстречу дутьевому потоку под углом 115°-135° (фиг.2).

Использование изобретения позволяет снизить расход кокса в процессе производства чугуна в доменной печи за счет улучшения перемешивания газообразного топлива с воздушным дутьем и более полного использования тепловой и восстановительной энергии дополнительного топлива.

1. Воздушная фурма доменной печи, содержащая полый водоохлаждаемый корпус и расположенные в верхней части внутреннего стакана выступающие в рабочий дутьевой канал фурмы сопла для подачи газообразного топлива, отличающаяся тем, что сопла выполнены различного диаметра круглого сечения и установлены под углом 25°-45° к горизонтальной оси воздушной фурмы с ориентацией оси сопла меньшего диаметра на ось воздушной фурмы, а оси сопла большего диаметра - на участок, составляющий (1/2-1/3) длины нижнего вертикального радиуса внутреннего стакана фурмы в месте расположения сопла.

2. Воздушная фурма по п.1, отличающаяся тем, что отношение площадей сечения сопел для подачи газообразного топлива составляет (0,8-1,2):(1,3-1,7).

3. Воздушная фурма по п.1, отличающаяся тем, что сопла для подачи газообразного топлива газа направлены навстречу воздушному дутьевому потоку под углом 115°-135°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для ввода трубки для вдувания топлива в фурменный прибор доменной печи и ее извлечения. Фурменный прибор содержит кожух трубки для вдувания топлива, который задает ось ввода/извлечения и установлен в соосном удлинении канала трубки, через который трубка для вдувания топлива может быть введена в фурменный прибор.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке к работе и установке воздушных фурм доменных печей. .

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к способу вдувания угольной пыли в доменную печь. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке к работе воздушных фурм доменных печей. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для подачи дутья и природного газа в доменную печь. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к системе охлаждения фурмы при подаче природного газа в доменную печь. .
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке к работе воздушных фурм доменных печей. .

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавке чугуна в доменных печах с вдуванием природного газа в воздушные фурмы.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к оборудованию доменной печи для подачи природного газа в воздушные фурмы. .

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретно к оборудованию доменной печи. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к дутьевой фурме печи для производства чугуна. Фурма содержит корпус с дутьевым каналом. Корпус выполнен в виде усеченного конуса, концевая часть которого выступает в печь. На упомянутой выступающей концевой части корпуса размещен внутренний узел фурмы с образованием охлаждающего канала концевой части, расположенного между внутренним узлом и внешней периферийной поверхностью выступающей концевой части. Внутренний узел окружает внешний узел, образующий внешний охлаждающий канал. При частичном повреждении внешнего узла подача воды в его поврежденную часть прекращается, фурма продолжает выполнять свою функцию с помощью остающейся части внешнего узла, что продлевает срок службы дутьевой фурмы. 11 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству фурменного прибора доменной печи. Устройство фурменного прибора содержит корпус фурмы, выполненный для установки в стене доменной печи, причем корпус фурмы содержит переднюю поверхность, обращенную внутрь доменной печи, и противоположную заднюю поверхность, причем от задней поверхности до передней поверхности выполнен канал фурмы. Устройство фурменного прибора содержит воздуховодную трубу, подсоединенную между задней поверхностью корпуса фурмы и системой подачи воздуха горячего дутья. Воздуховодная труба имеет переднюю часть, соединяющуюся с корпусом фурмы, и противоположную заднюю часть, соединяющуюся с системой подачи воздуха горячего дутья. Для подачи топлива в доменную печь предусмотрена трубка для вдувания топлива, а для подачи окислительного газа - трубка для вдувания газа. Трубка для вдувания топлива проходит через корпус фурмы. Трубка для вдувания газа расположена в задней части воздуховодной трубы с возможностью подачи окислительного газа в центральную часть потока воздуха горячего дутья, подаваемого через воздуховодную трубу. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к фурменному блоку доменной печи. Фурменный блок содержит дутьевую трубу, прикрепленную к кожуху доменной печи, фурму, прикрепленную к концу дутьевой трубы, и гибкий соединитель, соединяющий дутьевую трубу с фурменным рукавом. Внутри кожуха печи установлен плитовой холодильник фурмы, расположенный вокруг фурмы для формирования внутренней поверхности доменной печи. Вокруг фурмы в кожухе доменной печи сформировано отверстие под фурму, соединенное по всей периферии с фланцем, сформированным на периферии дутьевой трубы. Изобретение обеспечивает предотвращение утечки вдуваемого газа и удерживание определенного положения фурмы в кожухе печи. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу выплавки чугуна в агрегате для выплавки чугуна. Способ включает подачу кислородной струи технически чистого кислорода посредством кислородной фурмы в засыпку агрегата для выплавки чугуна для газификации углеродных носителей на глубину проникновения кислородной струи, обеспечивающую образование зоны циркуляции. Для увеличения зоны циркуляции кислородную струю подают с постоянной скоростью в диапазоне от 100 м/с до скорости звука, с постоянными массовым расходом и импульсом струи, причем температуру кислородной струи повышают при неизменной скорости кислородной струи и увеличивают объемный расход кислородной струи посредством кислородной фурмы с увеличенным диаметром. Использование изобретения обеспечивает улучшение газообмена между твердой и жидкой фазами шлака и чугуна и условий выпуска металла. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх