Дутьевая фурма доменной печи

 

Союз Соввтскмк

Социапистнчвскмк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ii@599652 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (51)M. Кд. (22) Заявлено 050580 (21 ) 2920184/22-02 с присоединеннеет заявки И (23.) Приоритет

С 21 В 7/16

Ркуаарстеапвй комитет ао делам изебретеиий и открытий

Опубликовано 23111.82. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 230 1.82 (53) УД1(, 669. 162. . 215 (088. 8) (72) Авторы изобретения ф.А. Юшин, !О. В. Сметанкин, В.Я. Волобоев и В.С.Кочержинский r X:- "" т:

Магнитогорский дважды ордена Ленина и орд рудоЪого ,;...,.........., -ап - — (7I) Заявитель (54) ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОИЕННОЙ ПЕЧИ,изобретение относится к черной металлургии и может быть использова но в доменном производстве, а именно в фурменпом приборе доменной печи для подачи газовоздушной смеси.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достига емому результату является фурма доменной печи, содержащая корпус с каналом для подачи дутья, носок и по10 лый фланец, в котором проточены два отверстия, расположенные. по горизонтальной оси фланца и направленные тангенциально вниз (I).

Однако несмотря на то, что ввод т5 газа осуществляется тангенциально в нижнюю часть фурмы, данная конструкция не обеспечивает качественного перемешивания газа с воздухом в полости фурмы как при низком, так и при высоком расходе его, так как практически весь газ поступает узкой струей и, прижатый потоком дутья, идет лишь в нижней четверти канала фурмы.

Кроме того, большая длина газоподводящих каналов, выполненных в теле фланца фурмы, создает большие потери напора газа, что ведет к плохому перемешиванию газа и дутья и реагированию его с воздухом при любом расходе природного газа.

Целью изобретения является улучшение смешивания газа с дутьем воздуха и снижение потерь напора газа.

Поставленная цель достигается тем, чтоis фурме, содержащей корпус с каналом для подачи дутья, носок и полый фланец с тангенциально направленными отверстиями для подачи природного газа, выполнены две пары отверстий,, соединяющих газовую полость во фланце.с каналом для подачи дутья, которые направлены по касательной вниз и образующей канала н выполнены в двух вертикальных взаимосмещенных плоскостях, причем выходные края первой пары отверстий расположены на горизонтальной оси

3 8996 канала, а выходные края второй пары, .выполненной в плоскости, смещенной относительно первой в сторону носка фурмы, расположены в верхней части канала фурмы.

Расположение лар отверстий по касательной вниз к образующей канала в двух взаимосмещенных плоскостях обеспечивает качественное смешивание газа с дутьем воздуха за счет встречной тангенциальной, закрутки газа в канале фурмы. Закрученные струи обладают более высокой интенсивностью переноса вещества и тепла в сравнении с пограничным слоем. При д встречном направлении .движения вихрей тангенциальные скорости между вихревыми потоками образуют характерные всплески, способствующие усилению массообмена. При этом скорости вне @ ядра вихря гаснут медленнее„ чем в единичном вихре. Пара закрученных потоков возбуждает.определенным образом организованное движение соседних слоев. В то же время при слишком О большом числе струй и близком их расположении друг к другу в одной плоскости происходит слияние их, что ухудшает условия.перемешивания.

Поэтому во избежании .указанного в @ предлагаемой конструкции осуществлен рассредоточенный а двух плоскостях ввод природного газа.

Кроме того, выполнение второй пары отверстий в верхней половине полости способствует тому, что. гаэ располагается .ие в самой нижней четверти канала фурмы, а несколько выше, что повышает степень перемешивания и реагирования газа и дутья, при этом сохраняется подвод газа по принципу

"сверху вниз", обеспечивается тем самым распределение газа под потоком дутья, заглубление его в горн печи, лучшее его,распространение по сече 43 нию печи и большее его участие в восстановительных процессах в шахте доменной печи. фиг. Э; на фиг. 6 — разрез Д-Д на фиг. 4.

Устройство представляет собой фурму, состоящую из корпуса в виде внешней l и внутренней 2 рубашек, носка

3 фурми, фланца 4, имеющего газовый коллектор, выполненный в виде полости 5. Канал 6 фурмы соединен с коллектором 5 газа двумя парами отверстий 7 и 8, направленными вниз по касательной и образующей канала 6.

Первая пара отверстий 7 выполнена в плоскости В-В, вторая пара 8 — в плоскости, смещенной относительно первой в сторону носка 3 фурмы, при чем выходные края 9 первой пары отверстий 7 и выходные края 10 вто- рой пары 8 расположены в верхней части канала 6 фурмы. Газовая полость соединена с газоподводяшими патрубками ll и герметизирована посредством уплотнения, выполненного в виде диска 12.

После сверловки отверстий 7 и 8 они с внешней стороны фурмы закрываются штифтами 13, тщательно завариваются и эачищаются.

Устройство работает следующим образом.

Газ по газоподводящим патрубкам

11 поступает в кольцевой коллектор

5 газа, выполненный во фланце 4 фурмы. Затем гаэ по отверстиям 7 и

8, направленным тангенциально вниз, поступает в канал 6 фурмы.

Приобретая по выходу из отверстий 7 и 8 встречно-тангенциальную закрутку, гаэ полнее перемешивается с потоком вздуваемого в печь через канал 6 воздуха, что обеспечивает более полное использование газа-восстановителя.

Выполнение пар отверстий 7 и 8 в двух плоскостях со смещением друг относительно друга предотвращает слияние струй,,способствует качественному, более полному смешиванию газа с воздухом.

Выполнен во фланце фурмы полостиколлектора газа и тангенциальных отверстий, соединяющих ее с каналом фурмы, короткой длины способствует снижению потерь напора газа.

На фиг, 1.изображвна фурма, разрез, на фиг. 2 . — разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 — разрез Б-Е на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 — разрез Г-Г на

Выполнение второй пары отверстий

8 и верхней части фланца 4 с максимальным смещением иа 40 относительно первой пары 7, выбрано конструктивно и из .условий обеспечения распределения вводимого в печь газа практически по всей нижней половине канала 6 фурмы, что повьппает степень перемешивания и реагирования газа и дутья., 89965?

С целью предотвращения слияния струй газа вторая пара отверстий 8 выполнена в плоскости, смещенной в сторону носка 3 относительно первой, пары 7. Величина смещения выбирается иэ учета устойчивости вихревых цепочек, которая соблюдается при соотношении

С/H = О, 2806, где С вЂ” расстояние между взаимосмещенными плоскостями, Н вЂ” расстояние между отверстиями, направленными в одну сторону.

С учетом этого величина смещения плоскостей находится в пределах

1/2d - с1 (где cI — диаметр тангенциальных отверстий) и выбирается для каждого конкретного случая. Кроме того, расположение выходных кра- 20 ев 9 и 10 отверстий 7 и 8 в верх— ней половине канала обеспечивает ввод газа в фурму по принципу "сверху вниз" и расположение газа под по- . током воздушного дутья. В этом случае газ, перекрытый сверху потоком воздуха, транспортируется вглубь горна и равномерно распределяется по радиусу печи.

Улучшение смешивания газа с воз- Зо духом эа счет встречно-тангенциальной закрутки, улучшение организации движения слоев газа с воздухом, рассредоточение потоков газа, винтовая закрутка его "сверку вниз" приводит к повышению степени использования газа-восстановителя, снижению расхо— да кокса, увеличению производительности печи.

Кроме того, меняя интенсивность закрутки взаимодействующих потоков путем, например, увеличения скорос.ти струей, можно оказать воздействие на количественные характеристики такого движения. Выполнение в конструкции фурмы отверстий, соединяющих.газовый, коллектор с каналом фурмы, короткой длины способствует снижению потерь напора газа, что дает возможность увеличить соответственно количество подаваемого в печь газа без сокращения расхода дутья, или напротив, в случае необходимости, повышать форсировку хода печи увеличением количества дутья без существенного изменения добавок к нему газа, а следовательно, и удельного расхода кокса.

Испытания опытны образцов на

ММК воздушных фурм с односторонним тангенциальным вводом природного газа через фланец показали их технологическое преимущество перед фурмами обычной конструкции.. Было установлено отсутствие в периферийном газе высоких концентраций водорода, что свидетельствует о повышении степени его использования. При сопоставлении результатов плавок на опытных фурмах с лучшим месяцем работы доменной печи на обычных фурмах с газоподводящей трубкой, загнутой навстречу потока дутья, установили, что удельный расход кокса сократился, а суточная выплавка чугуна возросла примерно на 1%.

Формула изобретения

Дутьевая фурма доменной печи, содержащая корпус с каналом для подачи дутья, носок и полый фланец с двумя тангенциально направленными отверстиями для подачи природного газа, отличающаяся тем, что, с целью улучшения смешивания газа с дутьем, она выполнена с двумя парами отверстий, соединяющих газовую полость во фланце с каналом для подачи дутья, которые направлены по касательной вниз и образующей канала и выполнены в двух вертикальных взаимосмещенных плоскостях, причем выходные края первой пары отверстий расположены на горизонтальной оси канала, а выходные края второй пары, выполненной в плоскости, смещенной относительно первой в сторону носка фурмы, расположены в верхней части канала фурмы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Доменное произвсдство. Сборник.

М., "Металлургия", 1975, с. 70-75.

899652

Составитель N. Серов

Редактор И. Николайчук Техред И. Гайду

Корректор В.Сш|ицкая

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

Заказ 12075/35 Тираж 586 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам из обре т ений и открытий

li3035, Иосква, % 35, Раушская наб., д. 4/5