Дутьевая фурма доменной печи

 

(72) Автор . изобретения

B. М. Лупэйко (73) Заявитель (54) Д УТ ЬЕВА Я Ф УРМ А ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в печах шахтного типа, например доменных.

Наиболее близкой к изобретению по технической сушности и постигаемому результату является путьевая фурма доменной печи, содержашая полый корпус, фланец, расположенный в полости полого кс льца, образованного двумя концентрически расположенными обечайками со сквозными отверстиями и перекрытиями с противопо- 1О ложной фланцу стороны кольцом с отверстиями (1).

Однако при такой кскструкдии вода, поступаюшая в охлаждаемую полость фурмы, направляется сплошным потоком к торцовой стенке, растекается по ней, а затем направляется в сторону задней стенки, через отверстие в которой уходит в отводяшую трубу наружу фурмы. Продвигаясь та- о ким образом сплошным потоком, вора омывает внутреннюю поверхность корпуса фурмы, охлаждая его за счет своего подогрева до температуры значительно ниже тем2 лературы кипения. Такая фурма не позволяет турбулизировать поток воды у охлаждаемой стенки без увеличения кратности ее циркуляции, Причем кратность циркуляции, которая обеспечивает необходимую скорость движения потока воды, гарантируюшую смыв naposoO пленки с охлаждаемой поверхности стенки фурмы, испыты» вающей теплонапряжение до 25- 10 кДж/

lм -час, практически недостижима. Следовательно, данная конструкция фурмы не позволяет осушествлять надежное ее охлаждение в пароиспарительном режиме.

При этом известная конструкция не обес» печивает равномерность подачи водяных капель на поверхность охлаждения фурмы.

Бель изобретения -. повышение стойкости дутьевой фурмы доменной печи.

Бель достигается тем, что в цутьевой фурме, содержащей полый корпус, фланец, расположенный в полости полого кольца, образованного двумя концентрически расположенными обечайками, выполненными 3, 900

5п со сквозными отверстиями и перекрыть!ми с противоположной фланцу стороны поперечным кольцом с отверстиями, наружная Оболочка полого кольца снабжена BIIH товой накладкой с шаГОМ 0,25-5,0 диаметра кольца, при этом между стенкой фур л!ы и накладкой выполнен зазор, вели= чина которог о составляет 10-50;о. зазора между охлажпаемой поверхностью фурмы и наружной обечайкой, На чертеже изображено прецлагаемос. устройс:во,, общий вид.

Устройство состоит из корпуса, содержащего наружную 1, внутреннюю 2, торцовую 3 и заднюю 4 стенки. Все эти стенки образуют полость, внутри которой расположена вопонапорная полая обечайка 5 (полое кольцо), состаяшая из двух оболочек (труб): наружной 6 и IHIv-; тре1п1ей 7. С торцовой стороны зти тру-бы перекрыт ы п оперечн ым к о льц омстенкой 8, которое в сечении по циаметральной плоскости имеет, прецпочтительно, форму желоба. Это поперечцое кольцо- стенка 8 как и с енки труб 6 и 7 выполнено со сквозными пульверизационными отверстиями 9, Оси этих отверстий в трубах 6 II 7 располагаются или в диаметральных плоскостях этих труб, или поп ocTp61!vf уГлом к этиM плосксстям.

В поперечной стенке 8 оси пульверизационн61х отверстий 3 располаг!ются по нормагп . Пульверизацио1п1ые отверстия !3 р аспола г аются с опре це ле1ж ым инт ервалом по всей плошади стенок труб. Особенно . тщательно подбирается размер и интервал г ульверизационньгх отверстий 9, располагаемь!х HB участке поперечной стенки 8 и предназначенных для ород!ения струйками воцы торцовой стенки 3 фурмы, которая подвергается здесь наибольшим теплонапряжениям. Располо>кение относительно друг друга и диаметр пульверизационных отверстий 9 вьгбирают с учетом того что пульверизиУ руемые струйки воцы должны Орошать, практически, всю внутреннюю поверхность Охлаждаемой стенки корпуса фурмы, кроме того, кинетическая энергля каждой струи должна быть достаточной для преодоления сопротивления потока отводимого пара на ее пути -хлаждаемой поверхности. Оптимальные величины этих параметров подбираются экспериментально в зависимости от конкретHbIx условий работы фурм, ее габаритов и внешней конф11гурации, Суммарная плошадь всех пульверизационных отверстий должна быть такой, 4 4 чтобы через ьп!х л!ожно бь!ло пропустить с максимальной скоростью струи (при заданном перепапе давлений в вопонагорной обечайке и в пароотвоаяшей полости, образуемой стенкой 1 и трубой 6, а также стенкой 2 и трубой 7) необходимое количество воцы для обеспечения требуемой степени охлаждения наружной поверхности фур!лы путем преврашения это воды в пар. Необходимое количество всдь! опре-* деляется на Основа1п и максима1гьной велиигны теплонапряжения, которое испытыва= ет фурма во время работы и допустимой темгературы наружной поверхности фурмы, а также ее размерами ° Эти расчеты проводятся по известной методике.„:иироко применяемой в теглотехнике, а з-.!тем уточня1отся и корректируются на опытньгх

Фурмах.

Наг1орная обечайка, состоящая из труб 6 и 7, соединяется герметично с вопоотвоцяшей =ðóáîé 10, которая может располагаться и внутри пароотводяшей трубы 11, также герметично соединенной с пароотводяшей полостью через отверстия в задней стенке 4. При необходимости пароотводяших труб 1.1 может б61ть две и более. Они могут располагаться как симметрично по всей окружности задней стенки 4 фурмы, так и асимметрично с какойлибо owoA стороны. Эффективность охлаждения фурмы за счет равномерной поцачи водяных качель на ее охлажпае!".ую поверхность обеспечивается путем выполнения винтовой накладки 12 на поверхность в наружной оболочки (трубы 6) водонапорной обечайки (полого кольца). При этом отводимый пар уцаляется из межтрубного

1pocTpaHcTIIB заключенного между охлажПаемой поверхностью и наружной трубой полого кольца, Не прямоточно по оси фурмы, а по винтовому межтрубному желобу. Учитывая, что струя отхоцяшего пара движется со значительной линейной скоростью можно ожидать, что на этот г-оток пара действует значительной величины центробежная сила. Поп, пействием последней капельки воцы, содержащейся в этом потоке, отбрасываются на охлажцаемую поверхность наружной (конусной) стенки фурмы. В ккооннееччнноом м ссччееттее, закрутка парового потока приводит к более равномерному распределению охлажцаемой жидкости на внутренней поверхности охлаждаемой стенки, и кроме того, позволяет при Goлее низкой температуре последней достичь более высокой степени сухости отходящего пара, а следовательно, и меньшего уцельного расхода воды На охи!!жпение, сит от величины поверхности фурмы и величины теплонапряжения, испытыввемс го этой поверхностью. Зная эти величины, а также учитывая допустимую температуру этой поверхнссти с помощью известных теплотехнических расчетов определяют необходимое .количество воды пля иопарительного охлаждения фурмы с наперец зацвнными параметрами получаемого парв, по которым и осуществляют регулирование подачей воды на охлаждение.

Пршщипи альная сущность конструкции такой доменной фурмы может быть использована в других близких по конструкции охлажцаемого корпуса обьектах (например в шлаковой фурме, фурменной и шлаковойамбразурах и т.п.).

Данная конструкция фурмы позволяет обеспечивать надежное ее охлаждение в пвроиспарительном режиме, практически, при любом самом высоком теплонвпряжении путем иск точения пленочного кипения воды, что позволяет увеличить срок ее эксплуатации в сравнении с фурмами, I работающими в обычном воцогрейном режиме охлаждения, и, что, в конечном счете, приводит к сокрашению простой доменной печи для замены фурм с увеличением ее производительности и упрощением и уцешевлением ее обслуживания при сокрашении расхода воды на охлаждение.

Формула изобретения

Дутьевая фурма доменной печи, содержащая полый корпус, фланец, расположен ный в полости полого кольца, образованного двумя концентрически расположенными обечайквми,со сквозными отверстиями и перекрытыми с противоположной флвнцу стороны поперечным кольцом с отверстиями, о т л и ч а ю ш в я с я тем, что, с целью повышения ее стойкости, наружная оболочка полого кольца снабжена винтовой накладкой с шагом 0,25-5,0 диаметра кольца, при этом между стенкой фурмы и нвклацкой выполнен зазор, величина которого ссст ввляет 10-50% зазора между охлаждвемой поверхностью фурмы и наружной обечайкой.

Источники информ вции, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии No. 48-25286, кл. С 21 B 7l16, 1973, 5 949004

Винтовая нвклацка 12 может быть изго. товлена, металлической полосы или цвже из прутка соответствующего пиаметра. Причем ширина этой полосы или диаметр прутка цолжны перекрывать от 5

50 цо 90% толщины межтрубного зазора, 1004-е перекрытие зазора ухуцшает охлажцение участков трубы, соприкасающейся с полосой или прутком, из-за отсутствия контакта этих участков с вопя10 ными каплями, а перекрьпие этого зазора менее, чем на 50 Ь его ширины, сог» ласно расчетам, резко ухуцшает условия закрутки парового потока, а следовательно, и влияние его на охлажцение фурмы.

Винтовая полоса или винтовой пруток крепятся к наружной трубе полого кольца с помощью сварки. Оптимальный шаг винтовой накладки выбирается экспериментально в прецелах от 0,25 наружного циа- 2о метра полого кольца фурмы цо нескольких его диаметров. Величина шага зависит в основном от теплонапряженности, испытываемой фурмой, и ее габаритов (диаметра и ширины межтрубного пространства). 2s

Фурма работает слепующим образом.

Перед вводом в рабочее пространство печи в нее подают воду, которая, пройдя по воцопоцвоцяшей трубе 10, попацает в пульверизвционные отверстия 9, откуда пульверизируется на внутреннюю поверхность тор овой стенки 3, наружной стенки 1 и внутренней стенки 2. Заполнив межтрубное пространство между стенкой 1 и трубой 6, а также межпу стенКой 2 и трубой 7, вода уходит из фурмы через пароотводяшую трубу 11. В этот период осаждение фурмы протекает в режиме обычного водяного охлаждения. По мере ввода фурмы в рабочее пространстbo доменной печи и нарастания теплонапряжения, которое испытывает фурма, ее охлаждение переводят в режим пароиспарительного. С этой целью количество воды, подаваемой в фурму в единицу време-4 ни, уменьшают до величины, при которой вода полностью переходит в пар с заданными характеристиками по давлению и температуре, по которым и контролируют ° количество подаваемой воды на охлаждение фурмы в испарительном режиме.

При постоянном тепланапряжении, испытываемом:наружной стенкой фурмы, .количество воцы, необходимой цля охлаждения ее в испарительном режиме, зави55

949004

Составитель Ю. Серов

Редактор М. Бандура Техред Л,Пекарь Корректор А. Гриценко

Заказ 5701/7 Тираж 587 П о щтисное

ЭНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖЭ5, Раушская наб., д. 4/5

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