Шихтовая горелка Советский патент 1983 года по МПК C22B15/04 

Изобретение огносится к цветной метап.лургии и предназначено для использования в печаккислородно-факельной плавки (КФП) сульфидных шихт, а также в различных теплотехнических агрегатах для переработки пылевидных материалов.

Для сжигания порошкообразных материлов широко применяются двухпроводные горелки внешнегосмещения.

Известна конструкция двухпроводной горелки для сжигатшя сульф здного концен трата, состоящей из водоохлалсдаемого цилиндрического канала для подвода окислителя, в котором смонтированы. не ойин, как обычно, а несколько патрубков дгш подачи концентрата, выходные концы которых равномерно размещены в,устье гр-. релки 1

Общим недостатком двухпроводных горелок является отсутствие предварительного перемешивания горючего и окислителя и, как следствие, большая протяженность факела (до Юм), что требует сооружения громоздких реакционных камер.

Наиболее близкой nq технической суш- ности и достигаемому результату к изобретению является шихтовая горелка для сжигания порошкообразных материалов в струе кислорода,содержащаяводоохлаждаемое устье,смесительный участок,эжектор с патрубками для подачи шихты и кислорода. Горелка с полньЫ предварительным смешением содержит водбохлаждаемое однопроводное устье, смесительный участок, эжектор с патрубками для подачи шихты и кислорода, являющегося эжектируюшим агентом, и кислородное сопло, установленное соосно со смесительным участком, при этом шихтовый патрубок расположен перпендикулярно или наклонно к оси горелки 2 ; .

Недостатками известного устройства являются;

1.Высокая эрозионная активность

. факела горелок промьшшенной мощности вследствие большого диаметра устья и скорости в нем (18 - 22) м/с). .Поэтому применение известных горелок при переработке порошкообразных материалов в вертикальном шихто-кислородном факеле р риводит к тому, что факел при ударе о поверхность расплава в ванне печи энергично раскрывается и, устремляясь к стенам печи, ускоряет разрушение кладки или требует дополнительной защиты ее..

2.Значительная длина реакционной зоны факела, создаваемого горелкой, ко-, торая, будучи в несколько раз меньше.

чем у двузшроводных горелок внешнего смешения,-применяемых обычно при горячем дутье, все же достигает существенной величины (для шихтовых горелок КПФ мощностью 30 т/ч -4,0-7,0 м), что затрудняет перевод действующих цехов, имеющих зачастую ограниченную высоту, на технологию переработки сырья в вертикальном факеле.

3. Большая длина (до 3,5 м) Горелки в тех случаях, когда требуется иметь скорость на входе в устье меньшую, чем в смесительном участке.

Цель изобретения - увеличение межремонтного периода.

Цель достигается, тем, что в шихтово горелке для сжигания порощкообразных материалов в вертикальном шихтокислородном факеле, содержащей водоохлаждаемое устье, смесительный участок, эжектор с патрубками для подачи шихты и кислорода, устье вьшолнено в виде многоканального наконечника, эжектор сна жен кислородными соплами, размешенными по периметру эжектора под углом к его вертикальной оси, а патрубок подачи шихты размещен аксиально с горелкой.

На фиг. 1 изображена горелка, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А А-А на фиг, 1.

Горелка содержит водоохлаждаемый рорпус 1, в котором смонтированы многоканальное -устье 2 в виде водоохлаждаемого пакета/цилиндрических патрубков, цилиндрический однопроводный смесительный участок 3 и эжектор 4 с патрубками 5 и 6 для подачи кислорода и шихты. По периферии горелки под углом к ее продольной оси установлены сопла 7, а по оси горелки - патрубок 6..

Работа устройства осуществляется следукшим образом.

Весь, кислород, необходимый для горения, подается .через патрубок 5 и сопли 7 в смесительный участок, .куда по аксиальному 6 подается также вся порошкообразная шихта. За счет многоструйного высокоскоростного ввода окислителя и наклонного расположения кислородных сопел поток шихты дробится, равномерно/распределяется по всему сечению смесительного участка и, таким образом, достаточно хорошо перемешивается с окислителем при скорости всего 7-15 м/с на пути, равном 2,5 - 3 диаметрам смесительной трубы. Далее .под действием, силы тяжести шихты и давления кислорода смесь посгупаег в многоканагаьный наконечник, в котором разгоняется до скорости, не менее 12 м/с, исключающей проскок пл,амени в горелку. Вытекая из- горелки в печь многими мелкими струями, смесь бьютро воспламеняется, образуя высокотемпературный короткий факел. Эффект сокращения длины и энергии факела достигается путем уменьшения массы единичной струи и скорости истечения без проскока пламени за счет интенсификации охлаждения потока в устье в результате его дробления. Испытания горелки показали сокрашение длины факела многосопловой горелки, определяемое смешением максимума температуры по оси факела к устью горепки в 1,3-2,5 раза в сравнении с факелом однопроводной горелки, т.е. длина факела в промышленной печи, при многосопловой горелке может быть унижена до 1,5 - 3,5 м.

5 Одновременно снизился износ боковых стен печи: при работе известной однопроводной горелки кладка печи эаме1тлась после каждой кампании, .при многосопловой - после трех кампаний (при постоянной длительности кампаний).

Применение предлагаемо © устройства в промышленности позволит снизить капитальные и эксплуатационные затраты и )5 увеличить кампанию технологического агрегата без ремонта. Экономический эффект составит 135 тыс. руб в год на 1 печи.

ШИХТОВАЯ ГОРЕЛКА для сжигания порошкообразных материалов в вертикальном шихтокислородном факеле, содержйщая водоохлаждаемое устье, смесительный участок, эжектор с пагруб ками для подачи и кислорода, отличаю.щая с-я тем, что, с целью увеличения межремонтного периода, устЬе вьшолнено в виде многоканального наконечника, эжектор снабжен кислородными соплами, размещенными по периметру эжектора под углом к его вертикальной сои, а патрубок подачи шихты размещен аксиально с горелкой. /аЛ7 (Л - N9 ГС СЛ 4