Устройство для подачи шихто-кислородной смеси в печь Советский патент 1984 года по МПК F27B15/08 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для подачи шихто-кислородной смеси в металлургические плавильные печи, работающие по принципу плавки во взвешенном состоянии, .такие как КИВЦЭТ установки (кислородно-взвешенной циклонно-электротермической плавки) или КФМ (кислородно-факельной плавки).

Известно устройство для подачи шихтокислородной смеси в печь, состоящее из эжектора для подачи кислорода, щихтового патрубка и смесительной водоохлажденной трубки. Устройство работает по принципу эжектора, который эжектирует струю кислорода со скоростью 13-28 м/с в слой щихты. При этом кислород подхватывает частицы шихты, образуя щихто-кислородный поток, который через смесительную трубку в виде факела истекает в пространство печи|1.

Недостаток данного устройства, из-за которого оно не нашло своего промышленного использования, состоит в том, что истекающий с большой скоростью шихто-кислородный поток (при вертикальном расположении устройства) приводит к интенсивному движению расплава, в результате чего очень быстро размывается кладка печи. При горизонтальном расположении устройства в печи движущийся с большой скоростью шихто-кислородный поток «разбивает кладку противоположной стенки пёчй или приводит к ее быстрому износу. Кроме того, одним из основных факторов плавки во взвешенном состоянии является наиболее длительное витание в печном пространстве частиц шихты для возможности их более полного окисления. Поскольку принцип эжектированкя связан с большими скоростями истекающего в печное пространство потока шихты, время витания частиц шихты сокращается до минимума, а это приводит k ихнеполному окислению, увеличенному пылевыносу и снижению производительности печи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути и достигаемому эффекту является устройство для подачи шихто-кислородной смеси, содержащее корпус с патрубком для подачи кислорода, диффузор и загрузочный патрубок 2.

Кислород, подаваемый в корпус устройства, благодаря спиралевидной направляющей получает вращательное движение и через отверстия в днище корпуса попадает в смеситель, куда по загрузочному патрубку, расположенному по центру, подается шихта при ее свободном истечении.

Известное устройство оказалось более работоспособным, чем описанное, однако недостаток этого устройства состоит в том, что оно не обеспечивает достаточно полного перемешивания шихты с кислородом, что приводит к неполному окислению частиц шихты и в результате - заниженная производительносгь печи. Это объясняется тем.

что поток кислорода , как бы охватывающий столб шихты, за время их совместного перемещения в направлении ванны с расплавом успевает перемещаться .и прореагировать только с периферийным слоем столба щихты, остальные же частицы щихты попадают в расплав, или частично окисливщись, или вообще не прореагировав с кислородом.

Целью изобретения является интенсификация технологического процесса.

.. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для подачи щихто-кислородной смеси в печь, содержащем корпус с патрубком, диффузор и загрузочный патрубок, диффузо.р снабжен радиально расположенными перегородками, выполненными в виде треугольника, причем перегородка, размещена в полости диффузора одной стороной параллельно центральной оси устройства и другой стороной, жестко соединенной с внутренней поверхностью диффузора.

0 На фиг. 1 изображено устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I.

Устройство для подачи щихто-кислородной смеси содержи г корпус I с патрубком, диффузор 2, направляющие лопатки 3, загрузочный патрубок 4, патрубок-компенсатор 5, втулку 6 сальника, болт 7 регулировочный , набивку 8 сальника.

Направляющие лопатки 3 выполнены треугольной формы и установлены в диффузоре радиально. С одной сторог.ы направляющие лопатки жестко соединены по образующей с внутренней поверхиостью диффузора. Другая сторона направляющей лопатки параллельна оси горелки и касается загрузочного патрубка 4. Направляющие лопатки могут быть изогнуты в форме винтовой поверхности, в этом случае поток кислорода проходящий через диффузор получает вращательное движение.

Загрузочный патрубок выполнен с возможностью вертикального перемещения относительно корпуса 1 за счет регулировочных болтов 7.

Патрубок-компенсатор 5 также выполнен с возможностью вертикального перемещения и служит для компенсации линейнйх расширений печи при ее нагреве и охлаждении. Патрубок-компенсатор своим фланцем подсоединяется к разгрузочному устройству щихтоподачи. К патрубку корпуса устройства подсоединяется кислородопровод. Устройство устанавливается иа своде печи над ее плавильной частью.

Устройство работает следующим образом.

Шихта по загрузочноку патрубку подается в диффузор. Поток кислорода, подаваемый в корпус горелки, также направляется в диффузор и проходит через полости,.

5 образованные направляющими лопатками, внутренней стенкой диффузора и наружной стенкой загрузочного патрубка. В связи с тем, что направляющие лопатки расположёны в диффузоре радиально, каждая гго лость в радиальном направлении сужается, образуя между двумя направляющими лопатками на выходе щель. Благодаря такому щелевому исполнению полостей диффузора кислород истекает из них отдельными струями в радиальном направлении и под углом оси горелки. Истечение кислорода из щели происходит с более высокой скоростью, чем его поступление в диффузор, в результате чего струи кислорода, встречаясь с потоком щихты, разбивают его, обеспечивая хорощее перемещивание кислорода с шихтой по всему €6 объему. Струйное, перемешивание кислорода с шихтой начинается в нижней части диффузора, определяемой положением нижнего торца загрузочного патрубка, и закан.чнвается в печном пространстве. При необходимости более тщательного перемещения шихты с кислородом, что диктуется высотой расположения устройства над плавильной ванной, направляющие лопатки выполняются по форме винтовой поверхности, чем достигается вращательное движение струи кислорода. Измененнем высоты загрузочного патрубка осуществляется регулирование величины потока кислорода, истекающего из щелей, и следовательно, регулирование производнтельностн щихто-кислородной горел1:и. Хорошее перемешивание шнхты с кислородом обеспечивает наиболее полное окисление частиц шихты во взвешенном состоянии, чем достигается интенснфикация процес са плавки шихты, увеличение производи:; тельности агрегата н снижение энергозатрат. Экономический эффект ссктавнт 250 тыс. руб.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ШИХТО-КИСЛОРОДНОЙ СМЕСИ В ПЕЧЬ, содержащее корпус с патрубком, диффузор и загрузочный патрубок, отличающееся тем, что, с целью интенсификации технологического процесса, диффузор снабжен радиально расположенными перегородками, выполненными в виде треугольника, причем перегородка размещена в полости диффузора одной стороной параллельно центральной оси устройства и другой стороной, жестко соединенной с внутренней поверхностью диффузора. ел 00 Ю го СП