Дутьевая фурма доменной печи

 

C,окзэ Сснветсыма

Соцмалнстнчесиих

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

908811 (6I ) Дополнительное к авт, сяид-ву (22) Заявлено 30.04.80 (21) 2938383/22-02 с присоединением эаявкн М— (23) Приоритет— (51)М. Кл.

С 23 В 7I36

9кударвтванвй квинтет

АЗССР я0 явлен взвбрвтеяяк н втерьпий

Опубликовано 2К02 82 Бюллетень J5 8 (53) g K 669Л62. .22 (088.8) Дата опубликования on кса ния 28.02 82

М. Д. Жембус, М. И. Ровенский, В. В, Лисицкий, Я, М. Ободан, А. Г. Ульянов, В. Н. Хомич, И. В. Мураш, В. В. Лнфар, П. Е. Коваленко и В. А. Руденко (72) Авторы изобретения

Институт черной металлургии Минюрмета СС с

1 (73) Заявитель

/ (54) ДУЗЪЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЬН

"-..

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к дутьевым формам, предназначенным для подачи в доменную печь комбинированного дутья, преимущественно при работе на коксовом газе или на смеси коксоS вого с природным газом.

В современном доменном производстве все чаще применяют углеводородсодержащие реагенты для улучшения структуры восстановительных газов. Осуществляют это путем ввода реагентов в дутьевой канал фурмы. В качестве углеводородсодержащих реагентов обычно используют природный, коксовый или смешанный природно-коксовый газы. Переход на подачу s дутье коксового газа значительно снижает средний срок службы дутьевых фурм за счет коррозии медных стен сернистыми соединениями и повышенного тепловыделения при горении газа на участке между его вводоь1 в дутьевой канал и передним торцом фурмы. Износ корпуса приводит к появлению течи, выходу нз строя дутьевой фурмы н остановке печи.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности н достигаемому результату является дутьевая фурма доменной печи, . содержащая корпус с дутьевым каналом и го. ловкок, водоохлаждаемую полость с газопод. водящей трубкой с насадкой в виде сопла

Лаваля, выведенной в дутьевой канал fl).

Основным недостатком такой конструкции является низкая эксплуатационная стойкость фурмы, связанная с невозможностью получения необходимых скоростей истечения газовой струи, в результате чего- время пребывания газового потока в дутьевом канале превышает инкубационный период воспламенения газа.

Последнее приводит к воспламенению и горе ° нию топлива непосредственно в дутьевом канале, в его теплонапряженной головной части, что оказывает коррознонное и тепловое воздействие на металл корпуса. К недостаткам этой конструкции следует отнести также попадание значительной части струн газа в периферийную зону горна печи, в которой из-за недостатка кислорода затруднена газификация сахагстого углерода — продукта разложения

И метана, а также ухудшается использование в печи восстановительной способности газа в результате меньшей загруженности периферии шахты и заплечиков желеэнорудными окислами.

Gab изобретения — повышение эксплуатационной стойкости фурмы путем снижения коррозионного и теплового воздействия газовой струи на стенки. дутьевого канала корпуса фурмы, а также улучшение распределения восстановительных реагентов по сечению печи.

Это, в свою очередь, позволяет повысить производительность доменных печей при работе на коксовом газе или на смеси коксового и природного газови снизить удельный расход кокса иа выплавку чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что в дутьевой фурме доменной печи, содержащей корпус с дутьевым каналом и головкой, водоохлаждаемую полость с газоподводящей трубкой с насадкой в виде сопла Лаваля, выведенной в дутьевой канал, ось сопла направлена под углом 35-45 к продольной оси фурмы и пересекается с ней на расстоянии 01 — 0,4 диаметра дутьевого канала от торца головки.

Такое выполнение фурмы позволяет осуществить движение газовой струи, содержащей .утлеводородные компоненты, со сверхзвуковой скоростью и вынести процесс горения эа канал фурми, в рабочее пространство печи, в центральную часть окислительной области фурменной эоны ".При этом время пребывания газов в дутьевом канале фурмы меньше инкубационного периода воспламенения газа, Устранение непосредственного контакта газовой струи со стенкой дутьевого канала фурмы практически исключает коррозионное воздействие на корпус фурмы сернистых соединений, а также значительно уменьшает приток тепла к фурме, что позволяет повысить срок ее службы, снизить потери тепла (с охлаждающей водой) и сокращает число незапланированных остановок доменной печи, в результате чего повышается производительность печи и снижается расход кокса.

На фиг. I изображена дутьевая фурма доменной печи, продольный разрез; на фиг. 2 распределение компонентов газа в фурменной зоне печи.

Фурма содержит водоохлаждаемый полый корпус 1 с головкой 2, через полость корпуса в дутьевсй канал 3 выведен гаэоподводящий патрубок 4. Выходной конец патрубка выполнен в виде сопла 5 Лаваля ось которого найравлена под углом А к оси фурмы и пересекается с нею на расстоянии Б диаметра дутьевого канала от торца головки. При этом

1S

23

49

4 оптимальное значение угла А находится в пределах 35 — 45, а оптимальное значение расстояния Б — в пределах 0,1 — 0,4 диаметра дутьевого канала. Выходной торец сопла 5 может быть выполнен заподлицо со стенкой дутьевого канала, однако целесообразней выполнение среза сопла осуществить под углом

90 к оси сопла. Последнее обеспечивает газовой струе в процессе истечения лучш ю сформированность и жесткость.

Устройство работает следующим образом.

Газ под давлением, превосходящим давление в печи на 2 — 3 кг/см, поступает к соплу 5 через газоподводящий патрубок 4.

Одновременно через дутьевой канал 3 подают горячее дутье с температурой 1100 — 1300 С, а полый корпус фурмы интенсивно омывают охлаждающей водой В процессе истечения.газа через сопло 5 Лаваля газовая струя формируется, повышает свою жесткость и с высокой (сверхзвуковой) скоростью истекает через дутьевой канал 3 совместно с дутьем в рабочее пространство печи и воспламеняется за торцом фурмы, в циркуляционной зоне горна. При этом горение газообразного топлива происходит в окислительной зоне рабочего пространства, где выделяемое тепло не воздействует íà корпус 1 фурмы Истечение газовой струи через солло 5 Лаваля обеспечивает скорость движения 350-450 м/с, а размещение сопла 5 под углом 35 — 45 и пересечение его оси с осью фурмы на pacn»" янии 0,1 — 0,4 диаметра дутьевого канала от торца головки обеспечивает время пребывания топлива в дутьевом канале 3 фчрмы меньше инкубационного периода воспламенения. В этом случае практически отсутствует непосредственный контакт газовой струи с корпусом фурмы и значительно снижено тепловое и коррозионное воздействие продуктов горения на поверхность корпуса фурмы, расположенного в рабочем пространстве горна печи.

Уменьшение угла А наклона сопла менее

35 и расстояния Б менее величины 0,1 приводит к соприкосновению верхней части головки 2 с продуктами горения, что разрушает ее в местах контакта за счет теплового и коррозионного действия высокотемпературных газов, .содержащих сернистые соединения.

Увеличение угла А наклона сопла более

45 и расстояния Б более величины 0,4 приводит к соприкосновению нижней части поверхности дутьевого канала 3 с продуктами горения и разрушает корпус фурмы в местах контакта, а также приводит к увеличению притока тепла к водоохлаждаемому корпусу 1, что, в свою очередь, повышает темпе-;атуру охлаждающей воды и отложение солей в охчаж.

90881 даемой полости, а такж ув е елнчнвае1 потеря тепла с водой.

Б

Оптимальное значение вели чин А н определены в процессе сте д н овых испытаний.

Ф ма с диаметром дутьевого к канала 180 мм испытывается в камере сгорания ро с и тнводавлением в 3 атм. В качестве топлива используют коксовыи газ.

2000Расход коксового газа сост авляет 2

2500 нмэ/ч, а давление газа находи хо тся в пре- 1О

5 6, Соцло Лаваля выполнено с делах э — о атм, оцл

20 мм и углом раскритическим диаметром о крытия сопла S .

Изобретение по озволяет повысить эксплу15 атационную стойкость чур ф мы за счет устранения непосредственного конт акта акела с меения и тока таплом ко;„з

p;,са н головки, сниж ри

1, 6 тепла к охл к охлаждаемой поверхности " "орр пений. сернистых соединени

Ф „ула изобретения д ая фурма доменной печи, содержа ут ье щая корпус с дутье ьевым каналом и головко, водоохлаждае аждае ю полость с газоподводщцей т бкой с насадкой в виде сопла Лаваля выведенной в дутьевой канал, а я с я тем, что, с целью повышения ее стойкости, ось сопла направлена к пр к одоль евого канала от торца головки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции К 2122682, кл. С 21 В 7/00. 1972, Газ

Составитель Ю. Серов

Техред А.Ач Корректор М. Демчик

Редактор Ю. Ковач

Заказ 752/28

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

Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушскэя иаб., д. 4/5

°