ФУРМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА И СПОСОБ ВДУВАНИЯ ГАЗА С ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕМ Российский патент 2013 года по МПК C21B11/00 

Область техники

Данная патентная заявка испрашивает приоритет и преимущество приоритета на основании Патентных заявок Кореи №№2007-0087315 и 2007-0136401, зарегистрированных, соответственно, 29 октября 2007 г. и 24 декабря 2007 г. в Корейском бюро по интеллектуальной собственности, которые полностью включены в текст настоящей патентной заявки посредством ссылки.

Данное изобретение относится к фурме для производства чугуна и к способу вдувания газа с ее использованием, а более конкретно - к фурме, которую можно предохранить от расплавления и, следовательно, от повреждения материалами, загруженными в плавильную печь-газификатор, и к способу вдувания газа с ее использованием.

Уровень техники

Поскольку доменный способ производства чугуна имеет много проблем, таких как загрязнение окружающей среды, то был разработан способ восстановительной плавки, который способен заменить доменный способ. В процессе восстановительной плавки в качестве топлива и агента-восстановителя непосредственно используют необработанный уголь, а в качестве источника железа непосредственно применяют железную руду. Железную руду и необработанный уголь загружают в плавильную печь-газификатор, а затем железную руду расплавляют, чтобы переработать ее в чугун.

Фурму устанавливают на боковой поверхности плавильной печи-газификатора, и через эту фурму в плавильную печь-газификатор вдувают кислород. Кислород, вдуваемый в плавильную печь-газификатор, сжигает слой угля, сформированный в плавильной печи-газификаторе. Таким образом, железную руду, загруженную в плавильную печь-газификатор, расплавляют за счет теплоты сгорания, и при этом получают чугун.

ОПИСАНИЕ

Техническая проблема

Предложена фурма, которую можно предохранить от расплавления и, следовательно, от повреждения, посредством применения изолирующего газа. Кроме того, предложен способ вдувания газа с применением вышеописанной фурмы.

Техническое решение

Для производства чугуна применяют фурму в соответствии с одним из примеров реализации данного изобретения. Фурма включает: i) канал для вдувания кислорода и ii) канал для вдувания изолирующего газа, который расположен на расстоянии от канала для вдувания кислорода и обеспечивает вдувание изолирующего газа так, что он окружает кислород.

Фурма может дополнительно включать i) первую торцевую часть с каналом для вдувания кислорода и ii) вторую торцевую часть, которая окружает первую торцевую часть. Во второй торцевой части имеется канал для вдувания изолирующего газа. Первая торцевая часть может образовывать углубление.

Канал для вдувания изолирующего газа может включать сопла, через которые вдувают изолирующий газ. Эти сопла могут быть расположены на расстоянии друг от друга, по существу расположены через равные интервалы.

Канал для вдувания изолирующего газа может дополнительно включать i) трубку для подачи изолирующего газа и ii) коллектор для изолирующего газа, который соединяет друг с другом сопла и трубку для подачи изолирующего газа. Трубка для подачи изолирующего газа может проходить в одном направлении. Коллектор для изолирующего газа может быть выполнен в виде кольца.

Фурма по одному из воплощений данного изобретения может дополнительно включать канал для вдувания вспомогательного топлива, который расположен на расстоянии от канала для вдувания кислорода. Вспомогательное топливо можно вдувать через канал для вдувания вспомогательного топлива. Канал для вдувания кислорода может быть расположен между каналом для вдувания изолирующего газа и каналом для вдувания вспомогательного топлива.

Одно или более сопло можно установить под острым углом к направлению, в котором проходит канал для вдувания кислорода. Этот острый угол может находиться в диапазоне от 5 до 60 градусов. Сечение сопла по ширине фурмы может увеличиваться с приближением ко второй торцевой части.

Кислород, вдуваемый через канал для вдувания кислорода, может образовывать острый угол с направлением изолирующего газа, вдуваемого через канал для вдувания изолирующего газа. Этот острый угол может находиться в диапазоне от 5 до 60 градусов.

Фурма в соответствии с одним из воплощений данного изобретения может дополнительно включать канал для вдувания вспомогательного топлива, который расположен на расстоянии от канала для вдувания кислорода. Вспомогательное топливо вдувают через канал для вдувания вспомогательного топлива. Вспомогательное топливо может представлять собой мелкодисперсный углеродистый материал или же газ, содержащий углеводороды.

Фурма может дополнительно включать i) первую торцевую часть, в которой сформирована область вдувания кислорода, и ii) вторую торцевую часть, в которой сформирован канал для вдувания изолирующего газа; при этом вторая торцевая окружает первую торцевую часть. Таким образом, первая торцевая часть и вторая торцевая часть могут быть расположены в одной плоскости.

Изолирующий газ может быть по меньшей мере одним из газов, выбранных из группы, состоящей из сжатого воздуха, газа с низкой концентрацией кислорода и инертного газа. Если изолирующий газ может включать инертный газ, то этот инертный газ может представлять собой азот. Фурма может быть установлена в боковой части плавильной печи-газификатора, производящей чугун, так что изолирующий газ предохраняет материалы, загруженные в плавильную печь-газификатор, от взаимодействия с кислородом в торцевой части фурмы.

Способ вдувания газа по одному из воплощений данного изобретения включает i) вдувание кислорода в плавильную печь-газификатор через фурму, установленную на плавильной печи-газификаторе, ii) вдувание изолирующего газа в плавильную печь-газификатор через фурму и iii) окружение кислорода изолирующим газом в процессе вдувания изолирующего газа в плавильную печь-газификатор.

Способ вдувания газа по одному из воплощений данного изобретения может дополнительно включать предохранение материалов, загруженных в плавильную печь-газификатор, от взаимодействия с кислородом с помощью изолирующего газа. Изолирующий газ можно вдувать под острым углом к направлению вдувания кислорода. Этот острый угол находится в диапазоне от 5 до 60 градусов.

Способ вдувания газа по одному из воплощений данного изобретения может дополнительно включать вдувание через фурму в плавильную печь-газификатор вспомогательного топлива. Вспомогательное топливо может представлять собой мелкодисперсный углеродистый материал или газ, содержащий углеводороды.

При вдувании изолирующего газа этот изолирующий газ может представлять собой по меньшей мере один газ, выбранный из группы, состоящей из сжатого воздуха, газа с низкой концентрацией кислорода и инертного газа. Если изолирующий газ включает инертный газ, то этот инертный газ может представлять собой азот.

Положительные эффекты

Поскольку можно предотвратить расплавление и, следовательно, повреждение фурмы, то срок ее службы может быть значительно увеличен, и можно стабильно проводить процесс получения чугуна.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой схематическое изображение фурмы по первому воплощению данного изобретения.

Фиг.2 представляет собой вид фурмы в разрезе по линии II-II Фиг.1.

Фиг.3 схематически изображает рабочее состояние фурмы по Фиг.1.

Фиг.4 представляет собой схематическое изображение в сечении фурмы по второму воплощению данного изобретения.

Фиг.5 представляет собой схематическое изображение плавильной печи-газификатора, в которой установлена фурма по Фиг.4.

Фиг.6 представляет собой фотографию моделирования фурмы по первому воплощению данного изобретения.

Фиг.7 представляет собой фотографию моделирования фурмы по второму воплощению данного изобретения.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОЕ ВОПЛОЩЕНИЕ

Следует понимать, что, хотя для описания различных элементов, компонентов, областей, слоев и/или секций в тексте данного описания могут быть использованы термины первый, второй, третий и т.д., эти элементы, компоненты, области, слои и/или секции не должны быть ограничены этими терминами. Эти термины используют только для того, чтобы отличить один элемент, компонент, область, слой или секцию от другого элемента, компонента, области, слоя или секции. Таким образом, обсуждаемые ниже первый элемент, компонент, область, слой или секция могут быть названы вторым элементом, компонентом, областью, слоем или секцией, не удаляясь от сущности данного изобретения.

Применяемая в тексте данного описания терминология существует лишь для целей описания конкретных воплощений и не предполагает ограничения данного изобретения. Как это используют в тексте данного описания, формы, применяемые в единственном числе, как предполагают, включают и формы во множественном числе, если в контексте явно не указано иное. Также следует понимать, что при использовании в данном описании термины «содержит» и/или «содержащий», или «включает» и/или «включающий», указывают на присутствие указанных характерных особенностей, областей, чисел, стадий, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают наличия или добавления одного или более других характерных особенностей, областей, чисел, стадий, операций, элементов, компонентов и/или групп из них.

Все термины, включающие технические и научные термины, применяемые в тексте данного описания, имеют одно и то же значение, как его обычно понимает специалист в той области знания, к которой принадлежит данное изобретение. Дополнительно следует понимать, что значение терминов, определенных в обычно используемых словарях, следует интерпретировать в смысле, который согласуется с их значением в контексте относящихся к этому вопросу областей знания и данного изобретения, и нельзя интерпретировать их в идеализированном или чрезмерно формальном смысле, если это не оговорено ясно в тексте настоящего описания.

Воплощения данного изобретения будут подробно разъяснены со ссылкой на нижеприведенные Фиг.1-5. Эти воплощения приведены просто для иллюстрации данного изобретения и не ограничивают данное изобретение.

Фиг.1 представляет собой схематический аксонометрический вид фурмы 10 по первому воплощению данного изобретения. Конструкция фурмы 10, показанная на Фиг.1, приведена просто для иллюстрации данного изобретения, и данное изобретение не ограничено ею. Таким образом, конструкцию фурмы 10 можно модифицировать.

Фурму 10, изображенную на Фиг.1, применяют для получения чугуна. Поэтому фурму 10 устанавливают на боковой части плавильной печи-газификатора 50 (изображенной на Фиг.5, и то же самое далее в тексте настоящего описания), таким образом подавая кислород в плавильную печь-газификатор 50. Кислород вдувают в плавильную печь-газификатор 50, а затем сжигают уголь, загруженный в плавильную печь-газификатор 50, и таким образом можно получить чугун.

Как показано на Фиг.1, торцевая часть 105 фурмы 10 включает первую торцевую часть 1051 и вторую торцевую часть 1053. Первая торцевая часть 1051 образует углубление. Таким образом, вторая торцевая часть 1053 выдается вперед, так что если установить фурму 10 на плавильной печи-газификаторе 50, она находится ближе к плавильной печи-газификатору 50, чем первая торцевая часть 1051.

Вторая торцевая часть 1053 окружает первую торцевую часть 1051. Во второй торцевой части 1053 имеется канал 103 для вдувания изолирующего газа. Во второй торцевой части 1053 сформированы сопла.

Между тем, как показано на Фиг. 1, фурма 10 включает канал 101 для вдувания кислорода и канал 103 для вдувания изолирующего газа. Кислород вдувают через канал 101 для вдувания кислорода. В данном случае термин «кислород» включает не только чистый кислород, но также и содержащий кислород газ. Канал 101 для вдувания кислорода включает линию 1011 для подачи кислорода, откуда подают кислород.

Канал 103 для подачи изолирующего газа расположен так, что находится на расстоянии от канала 101 для вдувания кислорода. Изолирующий газ вдувают через канал 103 для вдувания изолирующего газа, при этом он окружает газ, содержащий кислород. Поэтому торцевую часть 105 можно изолировать изолирующим газом. То есть, используя изолирующий газ, можно предотвратить повреждение торцевой части 105 в результате контакта с материалами, загруженными в плавильную печь-газификатор. Атмосферу инертного газа формируют, чтобы подавить избыточное сгорание загруженных материалов или протекание реакции окисления, даже если загруженные материалы контактируют с кислородом.

Канал 103 для вдувания изолирующего газа включает линию 1035 подачи изолирующего газа и сопла 1031. По линии 1035 подачи изолирующего газа подают изолирующий газ. Подаваемый изолирующий газ вдувают в плавильную печь-газификатор 50 через сопла 1031. Сопла 1031 организованы так, что они находятся на расстоянии друг от друга, по существу расположены через равные интервалы. Таким образом, поскольку изолирующий газ можно равномерно вдувать в плавильную печь-газификатор 50, можно оптимизировать эффективность изоляции.

В данном случае изолирующий газ может представлять собой сжатый воздух, газ с низкой концентрацией кислорода или инертный газ. Если изолирующий газ представляет собой сжатый воздух, то концентрация кислорода не может быть более 30% об. Кроме того, изолирующий газ может представлять собой в чистом виде инертный газ или газ, включающий инертный газ. Например, в качестве инертного газа можно использовать азот и т.п. Поскольку в воздухе содержится большое количество азота, он наиболее пригоден для использования. Окружая кислород, изолирующий газ подавляет взаимодействие кислорода с загруженными в плавильную печь-газификатор 50 материалами. Таким образом, торцевую часть 105 предохраняют от расплавления и, следовательно, повреждения значительным количеством тепла, которое выделяется при реакции между загруженными материалами и кислородом.

Как показано на Фиг.1, фурма 10 присоединена к охлаждающим торцевую часть трубкам 1071 и 1073 и к охлаждающим корпус трубкам 1091 и 1093. Поступая в охлаждающие торцевую часть фурмы трубки 1071 и 1073 и выходя из них, охлаждающая вода охлаждает торцевую часть 105 фурмы 10. Охлаждающая вода поступает в торцевую часть 105 через подводящую трубку 1071 для охлаждающей воды. После того, как охлаждающая вода охладит торцевую часть 105, она выходит наружу через отводящую трубку 1073 для охлаждающей воды.

Между тем, большее количество охлаждающей воды поступает в корпус фурмы 10 в направлении, указанном стрелкой, через подводящую трубку 1093 для охлаждающей воды. Схема охлаждения фурмы 10 будет подробно разъяснена со ссылкой на Фиг.2.

Фиг.2 схематически изображает разрез конструкции фурмы 10 по линии II-II Фиг.1. Для удобства на Фиг.2 опущены охлаждающие торцевую часть трубки 1071 и 1073 и охлаждающие корпус трубки 1091 и 1093.

Как показано на Фиг.2, фурма 10 включает камеру 107 охлаждения торцевой части и камеру 109 охлаждения корпуса. Охлаждающие торцевую часть трубки 1071 и 1073 (показанные на Фиг.1) присоединены к камере 107 охлаждения торцевой части, в то время как охлаждающие корпус трубки 1091 и 1093 (показанные на Фиг.1) присоединены к камере 109 охлаждения корпуса. Камеры охлаждения разделены на камеру 107 охлаждения торцевой части и камеру 109 охлаждения корпуса. Поскольку камеру 107 охлаждения торцевой части и камеру 109 охлаждения корпуса охлаждают независимо, можно непрерывно охлаждать корпус фурмы 10, даже если торцевая часть 105 фурмы 10 повреждена и нельзя пользоваться камерой 107 охлаждения торцевой части. В результате и после того, как протекание охлаждающей воды в камеру 107 охлаждения торцевой части блокировано, можно непрерывно осуществлять процесс получения чугуна.

Как показано на Фиг.2, канал 103 для вдувания изолирующего газа включает сопла 1031, коллектор 1033 изолирующего газа и трубку 1035 подачи изолирующего газа. Кроме того, канал 103 для вдувания изолирующего газа может дополнительно включать другие компоненты.

Как показано на Фиг.2, сопло 1031 выполнено с образованием острых углов θ₁ и θ₂ с направлением, в котором проходит канал 101 для вдувания кислорода (направление оси X, указано пунктирной линией). Таким образом, вдуваемый через сопло 1031 изолирующий газ окружает кислород, вдуваемый через канал 101 для вдувания кислорода. В этом случае острый угол θ₁ или θ₂ может находиться в диапазоне от 5 до 60 градусов. Если острый угол θ₁ или θ₂ составляет менее 5 градусов, то нельзя ожидать эффекта изоляции, поскольку направления вдувания кислорода и изолирующего газа почти параллельны. И наоборот, если острый угол θ₁ или θ₂ составляет свыше 60 градусов, невозможно эффективно вдувать кислород по направлению оси +Х, поскольку изолирующий газ вдувают очень близко к торцевой части 105.

Между тем, как показано на Фиг.2, сечение 1033s, полученное при разрезе сопла 1031 в направлении оси Х (то есть по ширине фурмы 10) становится больше по мере того, как сопло 1031 приближается ко второй торцевой части 1053. Таким образом, можно получить максимальный эффект изоляции, поскольку можно вдувать изолирующий газ в виде завесы заданной ширины.

Коллектор 1033 изолирующего газа соединяет друг с другом сопла 1031 и трубку 1035 для подачи изолирующего газа. Коллектор 1033 изолирующего газа выполнен в форме кольца. Таким образом, коллектор 1033 изолирующего газа принимает изолирующий газ, поступающий по трубке 1035 подачи изолирующего газа, идущей в одном направлении, и распределяет его по форме кольца. Изолирующий газ, распределенный по форме кольца в коллекторе 1033 изолирующего газа, можно равномерно выдувать через сопла 1031.

Фиг.3 схематически изображает рабочее состояние фурмы 10 Фиг.1. Как показано на Фиг.3, фурма 10 установлена на боковой поверхности плавильной печи-газификатора 50, и таким образом кислород вдувают в плавильную печь-газификатор 50.

Как показано на Фиг.3, кислород вдувают через канал 101 для вдувания кислорода, а изолирующий газ вдувают так, что он окружает кислород, через канал 103 для вдувания изолирующего газа. Кислород вдувают в плавильную печь-газификатор 50, таким образом воспламеняя слой угля и формируя зону циркуляции.

Между тем, как это указано стрелкой, в плавильной печи-газификаторе 50 формируется противоток загруженных материалов. Загруженные материалы в плавильной печи-газификаторе 50 не подвергают избыточному сгоранию (окислению), так как из-за изолирующего газа они не контактируют с торцевой частью 105 фурмы 10 и с кислородом. В этом случае загруженными материалами могут быть несгоревший уголь, шлак или чугун.

Изолирующий газ предотвращает реакцию загруженных материалов с кислородом в торцевой части 105. Кроме того, изолирующий газ увлекает загруженные материалы, собравшиеся перед каналом 101 для вдувания кислорода, за счет образования противотока загруженных материалов и формирования не поддерживающей горение атмосферы. Таким образом, загруженные материалы не подвергают избыточному сгоранию или окислению перед каналом 101 для вдувания кислорода.

Как показано на Фиг.3, кислород и изолирующий газ вдувают в плавильную печь-газификатор 50 так, что между направлениями их вдувания образуется острый угол θ₃ или θ₄. Острый угол θ₃ или θ₄ может составлять в диапазоне от 5 до 60 градусов. Если острый угол θ₃ или θ₄ составляет менее 5 градусов, то кислород и изолирующий газ вдувают так, что они направлены почти параллельно друг другу. Следовательно, невозможно предполагать эффект изоляции. И наоборот, если острый угол θ₃ или θ₄ составляет свыше 60 градусов, то невозможно успешно вдувать кислород из канала 101 для вдувания кислорода из-за изолирующего газа.

Фиг.4 схематически изображает разрез конструкции фурмы 20 по второму воплощению данного изобретения. Поскольку конструкция фурмы Фиг.4 подобна конструкции фурмы 10 Фиг.2, подобные элементы обозначены одинаковыми сносками, и подробные описания их опущены.

Как показано на Фиг.4, фурма 20 дополнительно включает канал 201 для вдувания вспомогательного топлива. Канал 201 для вдувания вспомогательного топлива находится на расстоянии от канала 101 для вдувания кислорода, и через него вдувают вспомогательное топливо. Канал 101 для вдувания кислорода расположен между каналом 201 для вдувания вспомогательного топлива и каналом 203 для вдувания изолирующего газа. Таким образом, в фурме 20 можно обеспечить пространство для размещения канала 201 для вдувания вспомогательного топлива и канала 203 для вдувания изолирующего газа, причем не размещая вместе канал 201 для вдувания вспомогательного топлива и канал 203 для вдувания изолирующего газа.

Например, в качестве вспомогательного топлива можно использовать мелкодисперсный углеродистый материал, содержащий углеводороды газ и т.д. Мелкодисперсный углеродистый материал означает содержащие углерод частицы с размером зерна не более примерно 3 мм. Например, содержащий углеводороды газ может представлять собой сжиженный природный газ (СПГ), сжиженный газообразный пропан (СГП), коксовый газ и т.д. Путем введения в плавильную печь-газификатор 50 вспомогательного топлива через канал 201 для вдувания вспомогательного топлива можно снизить топливный коэффициент.

Вспомогательное топливо вдувают в плавильную печь-газификатор, и таким образом увеличивают теплоту сгорания. Следовательно, можно снизить количество угля, загружаемого в верхнюю часть плавильной печи-газификатора 50. Кроме того, можно существенно снизить количество железной руды, поскольку вспомогательное топливо генерирует большое количество восстановительного газа. Более того, состояние нижней зоны плавильной печи-газификатора 50 может быть непригодным для получения чугуна, так как уголь, загруженный в верхнюю часть плавильной печи-газификатора 50, может быть полностью газифицирован до того, как он достигает нижней зоны плавильной печи-газификатора 50. Таким образом, состояние нижней зоны плавильной печи-газификатора 50 можно улучшить, вдувая вспомогательное топливо в нижнюю зону плавильной печи-газификатора 50.

Между тем, как показано на Фиг.4, торцевая часть 205 фурмы 20 включает первую торцевую часть 2051 и вторую торцевую часть 2053. Канал 101 для вдувания кислорода выполнен в первой торцевой части 2051, в то время как канал 203 для вдувания изолирующего газа выполнен во второй торцевой части 2053. В этом случае первая торцевая часть 2051 и вторая торцевая часть 2053 расположены в одной плоскости Р. У фурмы 20 вышеописанной конструкции торцевую часть 205 фурмы 20 можно изолировать изолирующим газом.

Фиг.5 схематически изображает плавильную печь-газификатор 50, на которой установлена фурма 20 по Фиг.4.

Как показано на Фиг.5, железную руду и уголь загружают в верхнюю часть плавильной печи-газификатора 50, и таким образом в плавильной печи-газификаторе 50 получают чугун, который затем оттуда выгружают. В этом случае железную руду можно загрузить в виде восстановленного железа, в то время как уголь можно загрузить в виде угольных брикетов. Угольные брикеты загружают в плавильную печь-газификатор 50 для формирования угольного слоя (изображенного на Фиг.4, и то же самое далее по тексту описания); и получают восстановительный газ, который следует выпускать из печи. Угольный слой сгорает в кислороде, который вдувают через фурму 20; при этом образуется теплота сгорания. Восстановленное железо расплавляют за счет этой теплоты сгорания, получая при этом чугун. Восстановительный газ, выходящий из плавильной печи-газификатора 50, соответственно, поступает в реактор восстановления с псевдоожиженным слоем, или в реактор восстановления с неподвижным слоем, восстанавливая при этом загруженную туда железную руду, с целью получения восстановленного железа.

Как показано на Фиг.5, кислород, изолирующий газ и вспомогательное топливо загружают в плавильную печь-газификатор 50 через фурму 20. Таким образом, увеличивается теплота сгорания в плавильной печи-газификаторе 50, и за счет этого можно снизить количество угля, загружаемого в верхнюю часть плавильной печи-газификатора 50.

Ниже данное изобретение подробно разъяснено со ссылкой на примеры. Примеры приведены только для того, чтобы проиллюстрировать данное изобретение, и данное изобретение не ограничено ими.

Пример 1

Был смоделирован поток изолирующего газа, вдуваемого через фурму конструкции, изображенной на Фиг.4. Диаметр канала для вдувания кислорода составлял 34 мм, а в качестве изолирующего газа применяли азот. Расход азота составлял 32 м³ (н.у.)/ч, а скорость его введения составляла 40 м/с.

На Фиг.6 смоделированный поток изолирующего газа изображен в виде линий.

Как показано на Фиг.6, вдуваемый из сопла изолирующий газ течет в направлении первой торцевой части, в то же время окружая кислород, который вдувают при высокой температуре в нижнюю часть. То есть торцевую часть можно эффективно изолировать, так как изолирующий газ протекает по спирали.

Пример 2

Был смоделирован поток изолирующего газа, вдуваемого через фурму, имеющую конструкцию, изображенную на Фиг.4. Расход азота составлял 37 м³ (н.у.)/ч. Подробное описание условий осуществления примера опущено, так как остальные условия данного примера являются такими же, как и условия Примера 1.

На Фиг.7 смоделированное течение изолирующего газа изображено в виде линий.

Как показано на Фиг.7, изолирующий газ, вдуваемый через сопло, течет по направлению к кислороду, в то же время окружая кислород, который вдувают в нижнюю часть. Таким образом, можно эффективно изолировать торцевую часть.

Несмотря на то, что данное изобретение конкретно изображено и описано со ссылкой на примеры его воплощения, специалисту понятно, что в этом изобретении можно осуществить различные изменения формы и деталей, не удаляясь от сущности и объема данного изобретения, как они определены прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к фурме и способу вдувания газов при производстве чугуна. Фурма включает канал для вдувания кислорода и канал для вдувания изолирующего газа, который расположен на расстоянии от канала для вдувания кислорода и обеспечивает вдувание изолирующего газа так, что он окружает кислород. Использование изобретения обеспечивает увеличение срока службы фурмы. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 пр.

1. Фурма для вдувания газов в плавильную печь-газификатор при производстве чугуна, содержащая первую торцевую часть с каналом для вдувания кислорода, выполненную с образованием углубления, и вторую торцевую часть, которая окружает первую торцевую часть и в которой имеется канал для вдувания изолирующего газа, расположенный на расстоянии от канала для вдувания кислорода и обеспечивающий вдувание изолирующего газа так, что он окружает кислород.

2. Фурма по п.1, в которой канал для вдувания изолирующего газа содержит сопла, через которые вдувают изолирующий газ.

3. Фурма по п.2, в которой сопла расположены на расстоянии друг от друга, по существу, через равные интервалы.

4. Фурма по п.2, в которой канал для вдувания изолирующего газа дополнительно содержит трубку для подачи изолирующего газа, причем эта трубка для подачи изолирующего газа проходит в одном направлении, и коллектор изолирующего газа, соединяющий друг с другом сопла и трубку для подачи изолирующего газа.

5. Фурма по п.4, в которой коллектор изолирующего газа выполнен в форме кольца.

6. Фурма по п.4, которая дополнительно содержит канал для вдувания вспомогательного топлива, который расположен на расстоянии от канала для подачи кислорода, причем канал для вдувания кислорода расположен между каналом для вдувания изолирующего газа и каналом для вдувания вспомогательного топлива.

7. Фурма по п.2, в которой одно или более сопел установлены под острым углом к направлению, в котором проходит канал для вдувания кислорода.

8. Фурма по п.7, в которой острый угол находится в диапазоне от 5 до 60 градусов.

9. Фурма по п.2, в которой сечение сопла по ширине фурмы увеличивается при приближении ко второй торцевой части.

10. Фурма по п.1, в которой кислород, вдуваемый через канал для вдувания кислорода, образует острый угол с направлением изолирующего газа, вдуваемого через канал для вдувания изолирующего газа.

11. Фурма по п.10, в которой острый угол находится в диапазоне от 5 до 60 градусов.

12. Фурма по п.1, которая дополнительно содержит канал для вдувания вспомогательного топлива, который расположен на расстоянии от канала для вдувания кислорода.

13. Фурма по п.12, в которой вспомогательное топливо представляет собой мелкодисперсный углеродистый материал или газ, содержащий углеводороды.

14. Фурма по п.1, в которой первая торцевая часть и вторая торцевая часть расположены в одной плоскости.

15. Фурма по п.1, в которой изолирующий газ представляет собой по меньшей мере один газ, выбранный из группы, состоящей из сжатого воздуха, газа с низкой концентрацией кислорода и инертного газа.

16. Фурма по п.15, в которой инертный газ представляет собой газообразный азот в случае, если изолирующий газ содержит инертный газ.

17. Фурма по п.1, которая установлена на боковой поверхности плавильной печи-газификатора, производящей чугун, так что изолирующий газ предохраняет материалы, загруженные в плавильную печь-газификатор, от взаимодействия с кислородом в торцевой части фурмы.

18. Способ вдувания газов в плавильную печь-газификатор при производстве чугуна, включающий вдувание кислорода в плавильную печь-газификатор через фурму, установленную на плавильной печи-газификаторе, вдувание изолирующего газа в плавильную печь-газификатор через фурму, окружение кислорода изолирующим газом в ходе вдувания изолирующего газа в плавильную печь-газификатор и предохранение материалов, загруженных в плавильную печь-газификатор, от взаимодействия с кислородом с помощью изолирующего газа.

19. Способ по п.18, в котором изолирующий газ вдувают под острым углом к направлению вдувания кислорода.

20. Способ по п.19, в котором острый угол находится в диапазоне от 5 до 60 градусов.

21. Способ по п.18, который дополнительно включает вдувание вспомогательного топлива в плавильную печь-газификатор через фурму.

22. Способ по п.21, в котором вспомогательное топливо представляет собой мелкодисперсный углеродистый материал или газ, содержащий углеводороды.

23. Способ по п.18, в котором в ходе вдувания изолирующего газа изолирующий газ представляет собой по меньшей мере один газ, выбранный из группы, состоящей из сжатого воздуха, газа с низкой концентрацией кислорода и инертного газа.

24. Способ по п.23, в котором инертный газ представляет собой газообразный азот в случае, если изолирующий газ содержит инертный газ.