Дутьевая фурма доменной печи

 

«ii985040

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советские

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлено 29.07.81 (2> ) 332/922/22-02 (51)М. Кл.

С 21 В 7/16 с присоединением заявки М—

3Ьсударстаекныб квинтет

СССР пв делам изобретений и открытий (23) Приоритет —.

Опубликовано30.12,82. Бюллетень №48

{53) УДК669. 162 °

22(088 8) Дата опубликования описания 30.12.82

H. А. Шаранов, Л. А, Зайнуллин, Н. М. Бабушки

Г-. Я. Захарченко и А. И. Бахарев (72) Авторы изобретения 1 - -=-=

g," с

Всесоюзный научно-исследовательский институт с металлургической теплотехники

1 (71) Заявитель (54) ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подаче дутья в доменные печи.

Известна фурма доменной печи, со стоящая из камер водяного и испаритель-. ного охлаждения, разделенные фигурной

5 г перегородкой, в которой установлены сопла, расположенные под углом до 90 к наружной стенке (1 ) .

Недостаток этой конструкции фурмы состоит в том, что в ней охлаждающая среда распределяется равномерно по всей поверхности фурмы, в то время, как нагрев ее происходит неравномерно. Наиболее теллонапряженными зонами фурмы являются носовая часть и, в особенности, верхний и нижний секторы. Поэтому эта конструкция фурмы не обеспечивает соответствующую энергозатратам стойкость.

Наиболее близким к предлагаемому по 2о технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма, состоящая из двух образующих кольцевую полость концентричных коническо-цилиндри2 ческих стаканов, перекрытых с торцов рыльной частью и сланцем и расположенной

1 в этой полости кольцевой камеры с соплами для подвода хладоагента.. Внутри фурма снабжена в торце системой отверстий, через которые вода попадает в зазор между образующими фурмами и отводится через фланец фурмы 2 .

Недостаток этой фурмы заключается в том, что система отверстий для подачи воды на охлаждаемую поверхность не обеспечивает достижение максимального эффекта, который может. дать струйное охлаждение. При такой конструкции струйный эффект ослабляется благодаря действию (сносу) пристенного -отходящего потока, чем и объясняется недостаточная стойкость таких фурм.

1Лель изобретения — повышение стойкости фурм путем интенсификации охлаждения наиболее теплонапряженных участков.

Поставленная цель достигается тем, что в известной фурме, содержащей обра зующие кольцевую полость концентричные

3 9850 коническо-цилиндрические стаканы, перекрытые с торцов рыльцем и фланцем и расположенную в этой области полости кольцевую камеру с соплами для подвода хладоагента, сопла выполнены в виде выступающих н&садков с шагом 5 " 10 диа метров, срезы которых расположены на расстоянии 2-3 диаметров сопел от охлаждаемой поверхности.

Сопла размещены в верхнем и нижнем щ секторах носовой части фурмы, ограниченных перпендикулярными диаметрами.

Выполнение сопел в виде выступающих насадков позволяет полнее использовать преимушества струйного охлаждения перед другими схемами, так как при этом струя воды после удара об стенку за ,счет влияния соседних струй поворачивается на 180 и отводится через межю сопловое пространство. 20

Таким образом к охлаждаемой поверхности постоянно поступает свежая порция воды с большой скоростью, Выбор шага сопел имеет также большое значение в обеспечении максимального коэффициента теплоотдачи. Оптимальные значения шага достигаются при 5 - 10 калибрах (диаметрах) сопел, так как зона эффективного действия одиночной струи ограничена и она снижается от центра к периферии.

Следовательно, просто указав наличие системы сопел еще невозможно сказать, что это приведет к значительному повышению стойкости охлаждающей поверхности против прогара. При нерациональном расположении сопел может быть достигнут даже обратный эффект, особенно в тех условиях, в которых находится дутьевая фурма доменной печи, т. е. при наличии возможности локального перегрева, в слу- 4 чае попадания на фурму струй металла.

На охлаждение фурмы подается ограниченное количество воды, следовательно, для наиболее экономичного использования энергозатрат необходимо распределить подачу охлаждающей воды с учетом зон максимальной теплонапряженнос ти. Исследование прогоревших фурм показывает, что таковыми зонами являются носовая часть фурмы, в особенности, ее верхний и ниж50 ний секторы. Таким образом, интенсификация охлаждения именно этих зон позволит повысить противопрогарную стойкость фурм. При расположении сопел на расстоянии 2 -3 диаметров от поверхности уменьшается эффект затопления струй, что в

55 свою очередь также положительно сказывается на повышении коэффициента теплоотдачи, а в целом - стойкости фурм.

40 ф

На фиг. 1 показана фурма, осевой разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. . фурма состоит из концентрично расположенных внутреннего 1 и наружного 2 стаканов, соединенных с торцов рыльцем

3 и фланцем. 4. Внутренний стакан 1, охвачен кольцевой камерой 5 с выступающими в виде насадков соплами 6, расположенными с шагом 5 - 10 диаметров сопел 6 и направленными к охлаждаемой поверхности носовой части фурмы, при этом сопла 6 расположены от нее на рас.стоянии 2/3 диаметров сопел 6. Сопла 6 размещены в верхнем и нижнем секторах, ограниченных перпендикулярными диаметрами носовой части кольцевой камеры 5.

B канал внутреннего стакана 1, через фпанец 4 входит патрубок 7 для подвода газа. Кольцевая камера 5 разделена рас- пределительной диафрагмой 8 на две полости, к первой из которых подсоединен патрубок 9, проходящий через фланец 4, для подвода охлаждающей воды. К фланиу

4 подсоединен патрубок 10 для отвода охлаждающей воды.

Работа фурмы заключается в подаче. дутья в доменную печь по каналу внутреннего стакана 1. В этот же канал сбоку по патрубку 7 вводится газ. В процессе работы доменной печи носовая часть фурмы подвержена интенсивному нагреву, особенно при попадании на нее расплавленного чугуна, Для предотвращения ее прогара в полость, образованную внутренним 1 и наружным 2 стаканами, фланцем 4 и рыльцем 3 по патрубку 9 через распределительную полость, образованную диафрагмой

8,в кольцевую камеру 5 вводится вода под давлением, которая, проходя по коль цевой камере 5,охлаждает внутренний стакан 1 и, затем через сопла.6 с большой скоростью в виде струй подается на наиболее теплонапряженные зоны поверхности рыльца 3 и наружного стакана 2 в верхнем и нижнем секторах, ограниченных перпендикулярными диаметрами. Ос тальные зоны поверхности фурмы охлаждаются отходящим потоком воды, которая затем отводится по патрубку 10.

Преимушества предлагаемой конструкции фурмы в конструкции сопел, порядка их размещения. Благодаря этому повышается эффективность струйного охлаждения наиболее теплонапряженных зон фурмы.

Диафрагма в кольцевой камере улучшает охлаждение внутреннего стакана. В целом повышается противопрогарная стойкость фурм. юг 7

ВНИИПИ Заказ 10086/32

Тираж 587 Подписное

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

У t

% 985040 6

Потеря производительности доменной кости путем интенсифнкации охлаждения печи от прогара и замены фурм в сред- наиболее теплонанряженных участков, сопнем достигает 0,6%. При,устранении про- ла выполнены в виде выступаюнпас нвсадгаров может быть получено в стране до- ков с шагом В - 10 диаметров сопел, сре» полннтельно 0,6 млн, т чугуна, следовв- к зы которых расположены на расстоянни тельно, экономический ффект составит 2-3 диаметров сопел от охлажцаемой по более 3,0 млн. руб. в год. верхн ости.

2. Дутьевая фурмв по п. 1, о т л иФ о р м у л в и з о б р е т е н и я . ч а ю щ а я с я тем, что сопла разме«

36 щепы в верхнем и нижнем секторах носо1. Дутьеваа фурма доменной печи, со- вой части фурмы, ограниченных aepaesnsдержащая образующие кольцевую полость кулярными диаметрамн. концентрнчные коническо цилиндрические Источннки информации, стаканы, перекрытые с торцов рыпьной принятые во внимание при экспертизе частью и флайцем и расположенную в этой М 1. Авторское свидетельство СССР полости кольцевую камеру с соплами для - Ж 406886, кл. С 21 В 7/16, 1974. подвода хладоагента, о т л и ч в ю щ а я- 2. Патент ФРГ Ж 1911938, с я тем, что, с целью повышения ее стой- кл. С 21 В 7/16, 1974.