Дутьевая фурма доменной печи

 

Союз Советских

Социапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 21,0780 (21) 2956367/22-02 (51) М. Кл.

С 21 В 7/16 с присоединением заявки М

3Ьоудоретвкииый комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07038 ° Бюллетень № 9 (53) УДК 669. 162. .22 (088. 8) Дата опубликования описания 070382

А.А. Гиммельфарб, Н. М. Медведев, А. Б. Джусов!, В.М.Бондарь, А.И.Васюченко, В.П.Иващенко, В.С.Терещенко и В.E.J1åâ÷åíêo 1

r,/

Днепропетровский ордена Трудового Красно Знамени металлургический институт (72) Авторь1 изобретения (7I) Заявитель (54) ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, а более конкретно к производству чугуна.

Известна фурма с гладкой внутренней поверхностью и патрубком для подачи в полость фурмы природного газа D1.

Исследование влияния подвода при родного газа к воздушной фурмв нв его распределение показывает, что недостатком известной фурми по первой схеме является то, что газ неравномерно распределяется в полости фурмы.

Большая часть газа сосредотачивается в верхней зоне фурмы. Вторая схема газа - проникновение природного

tS газа в поток дутья на небольшую глубину (40-45 мм). Такая глубина проникновения приводит к тому, что ос-. новная масса природного газа идет

26 также в верхней части фурмы. Сте= пень сгорания газа достигает порядка 4-Я. Недостаток третьей схемы максимальное количество газа, прижатое струей, дутья, идет в нижней части фурмы, что также приводит к плохому смешению компонентов дутья.

Наиболее рациональным является подвод природного газа непосредственно в осевую часть фурмы. Однако подать газ в осевую часть фурмы при периферийном его подводе не удается, а другие варианты подвода газа конструктивно сложны и мало надежны в эксплуатации. Неполное сгорание природного газа приводит к дополнительному расходу кокса на его пиролиз и ухудшению дренажной способности горна и низа шахты доменной печи вследствие отложения сажистого углерода на шихтовых материалах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма доменной печи, включающая фурменную полость, снабженную элементами-резонаторами, выполненными в виде патрубков, которые открытым

910769

1о

20 узел ? на фиг. концом выходят в канал фурмы, а закрытым концом в ее водоохлаждаемую часть (2).

Недостатками известного устройства является то, что острие выступающей в фурменную полость части резонатора постоянно находится под воздействием дутья, нагретого до 11001300 С, кислород дутья при высокой температуре активно окисляет железо, из которого выполнены резонаторы.

Кроме того, в местах горения газовоздушной смеси температура газа выше 1600 С, что ускоряет процесс окисления железа, при этом сплавляется острие выступающей части резонатора. Изменение геометрических размеров резонатора незамедлительно сказывается на величине и частоте акустических колебаний. Таким образом, при исчезновении острия резонаторов акустические колебания зату-. хают и достигают величины, не обеспечивающей необходимой степени смешения реагирующих компонентов.

Цель изобретения — повышение степени смешения газовоздушной смеси путем воздействия на нее акустическими колебаниями. .Поставленная цель достигается тем, что в дутьевой фурме доменной печи, содержащей корпус, состоящий из соединенных между собой внутреннего и наружного стаканов, патрубки подвода газа и элементы-резонаторы, элементы-резонаторы выполнены в виде сквозных отверстий в патрубках подвода газа, которые снаружи перекрыты цилиндром; выходные отверстия патрубков расположены оппозитно и под углом 50-70 к продольной оси фурмы, а точка пересечения их осей находится на расстоянии 0,5-0,7 диаметра фурменной полости от торца ее рыльной части.

На основании теоретических и экспериментальных исследований, установлено, что горение природного газа в полости фурмы приводит к дополнительной потере тепла, уносимого охладителем в количестве 320-

450 ккал/мин на каждую фурму.

Для уменьшения указанных потерь зона горения перенесена в рыльную часть фурмы. Кроме того, горение природного газа в рыльной части приводит к изменению кинетической энергии продуктов горения за счет роста скоростей истечения газа из фурмы, что

25 зо

55 в свою очередь оказывает значительное влияние на работу горно-доменной печи.

Опытным путем установлено, что высокая степень смешения реагирующих компонентов и уменьшение тепла с охладителем достигается при воздействии акустических. колебаний на газовоздушную смесь в рыльной части фурмы. Для этого необходимо, чтобы выходные отверстия патрубков выходили в полость фурмы под углом 50-70 к продольной оси фурмы на расстоянии

0,5-0,7 диаметра фурменной полости от торца ее рыльной части, а точка пересечения осей выходных отверстий патрубков должна быть расположена на продольной оси фурмы в пределах ее рыльной части.

На фиг. 1 показана предлагаемая фурма, разрез, на фиг. 2 - то же, Дутьевая фурма доменной печи содержит корпус 1, состоящий из наружного 2 и внутреннего 3 стаканов, рыльной части 4 фурмы, фланца 5, патрубок для подвода охладителя 6, патрубок для подвода газа 7, элементы-резонаторы 8, наружный цилиндр 9 и выходное отверстие 10 патрубка для подвода газа. На выносном элементе изображены элементы-резонаторы 8, представляющие собой отверстия ll в патрубке подвода газа 7, которые снаружи перекрыты цилиндром 9.

При подаче природного газа в патрубок превращение механической энергии природного газа в акустическую происходит в резонаторах, причем колебания, самовозбуждающиеся в нем, преобразуют постоянное давление вдуваемого природного газа в переменное звуковое давление.

Вихри, периодически возникающие в элементах-резонаторах 8, вызывают синхронные колебания природного газа.

Газ, проходя через элементы-резонаторы, возбуждается и колеблется с звуковой или ультразвуковой частотой.

Волны сжатия, чередующиеся с волнами расширения, проходят все. пространство фурменной полости в рыльной ее части и так как выходные отверстия

l0 патрубков расположены оппозитно и под углом 50-70 к продольной оси фурмы, происходит мощная концентрация пучков высокой интенсивности с образованием стоячей акустической

910769

6 чающая с с я тем, что, с целью повышения степени смеше п ешения газовоздушной смеси путем воздействи нее ак твин на акустическими колебаниями элементы-резонаторы выполнены в в виде сквозных отверстий в и б патру ках подр крытых цилинд" вода газа, снаружи пе ек

: 2. Фурма по и. 1 о

1о щая отли чаюя с я тем, что выхо пат б ру ков расположе выходные отверсти .70 О к оложены под углом 50к продольной оси сечени урмы с переием их осей на а торца расстоянии от ца, равном 0,5-0 и

15 менной и полости. диаметра фурФормула изобретения

1. Д

Дутьевая фурма доменной печи, содержащая корпус, состоящий из соединенных между собой внутреннего и наружного стаканов, патрубки подвода газа и элементы-резонаторы, о т л иу, РРФ

ВНИИПИ Заказ 1045/3

Тираж 587 Подписное

5 волны в рыльной части 4 фурмы, где интенсивно с смешиваются реагирующие компоненты.

Увеличение степени сме мешения природного газа с воздушным дутьем приводит к более полному его горению в фурменной зоне, к экономии дефицитного кокса, а увеличение количества вдуваемого природного газа ведет к снижению температуры в зоне горения ч то дает дополнительную возможность форсировки печи без нарушения ровности хода.

Источники информации, принятые во внимание при эксперт

1. Мета изе

Металлургия и коксохимия. 1974, зо 38, с. 69.

2. А

Авторское свидетельство СССР и 517638, кл. C 21 В 7/16, 1976.

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4