Дутьевая фурма доменной печи Советский патент 1984 года по МПК C21B7/16 

S 7 е

on/iugQ

Дутье

О 00

го

00

к

4 Изобретение относится к получени металлов и сплавов путем плавления и может быть использовано в шахтных печах, например,в доменном производ стве, где применяется комбинированное дутье, Известна дутьевая фурма, предна3Ha4eHHak для подачи в рабочее пространство агрегата дополнительного топлива через полый корпус и топливопод-водящий патрубок в виде сопла Лаваля Cl Однако эта фурма при высоких параметрах комбинированного дутья не может быть применена в доменном производстве. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма доменной |1ечи, содержащая полый корпус и топливопсдводящий патрубок в его полость с распределителем топливного потока, установлен ным внутри выходной части патрубка в виде сопла Лаваля 23. Недостатком известной конструкции является снижение пробивной способности топливного потока и ухудшение смешения дутьевых компонентов с топливе в поперечном се. чении дутьевой полости, что приводит к горению смеси в локальных участках фурмы и, в конечнсил итоге, снижает степень реагирования топлива и однородности горного газа, что в целом повышает расход кокса на печь. Цель изобретения -; повышение качества смешения топливодутьевых , компонентов. Указанная цель достигается тем, что в дутьевой. фурме доменной печи, содержащей полый корпус и трпливоподводянщй патрубок в его полость с распределителем топливного потока, установленным внутри выходной части патру бка в виде сопла Лаваля, распр делитель установлен в полости выход ной части патрубка с образованием в ней периферийного кольцевого канала, соединенного непосредственно с полостями корпуса фурма и яатрубка. / , , . ,.. Это позволит.осуществить в преде лах внутреннего пространства фурмы двустадийное смешение дутья с топливсял путем ввода в дутьевой канал центрёшьной активной скоростной струи и периферийной кольцевой пассивной струи топлива,.что обеспечивает Эффективное смешение топливог дутьевых компонентов при повышении. кине тической энергии и дальнобойное ти тЪпливного потока, увеличивается глубина его внедрения в дутьевой поток и, в конечном итоге, повышается однородность смешанного потока по сечению фурмы. На чертеже изображена дутьевая фурма, продольный разрез. Дутьевая фуйма содержит водоохлаждаемый корпус 4 конической формы с соответственней наружной и внутрен-. ней стенками 2 и 3, головной Грыльной) частью 4 и фланцем 5. Через водрохлаждаемую полость корпуса 1 пропущен топливоподводящий патрубок 6 с выходным отверстием в дутьевой канал фурмы. S полости патрубка б (в его выходной части) установлен полый распределить 7 топливного потока с кольцевым (периферийным) каналом 8 между наружной поверхностью распределителя 7 и внутренней поверхностью патрубка б. Внутренняя полость распределителя 7 выполнена профилированной в виде сопла Лаваля с расширя«ощейся выходной частью в направлении дутьевого канала и входной сужающей частью, направленной навстречу потоку топлива. Критическое (узйое) сечение сопла выполнено .на 10-20% больше плоцади кольцевого канала 8. Кромки стенок входной часГй сопла целесообразно выполнить острыми или скругленными . Распределитель 7 установлен коаксиально выходной части топливопод водящего патрубка 6 и закреплен в ней жестко, причем выходной торец распределителя 7 размещен заподлицо с выход«ным патрубка б. Распределитель 7 целесообразно изготовить из жаропрочного или огнеупорного материала. В зависимости от диаметра дутьевого канала, энергопараметров топ.лива перед Фурмой и характера истечения топливного потока профиль кольцевого (-периферийного) канала 8 может быть выполнен расширяющимся, цилиндрическим или сужающимся, при этом в любом из указанных вариантов входную часть его целесообразно выполнить сужающейся в направлении по ходу движения потока. Из условий сплошности истекающих потоков угол раскрытия центрального и периферийного сопел должен находиться в пределах Устройство работает следующим образом. высокотемпературное дутье под давлением подается в печь через дутьевСй канал фурмы, а топливо (природный, коксовый и др. газы), вводимое через патрубок б, поступает в дутьевой канал на смешение в виде центральной активной круглой струи, фс мируемой истечением через сопло Лаваля., и периферийной пассивной кольцевой струи, формируемой истечением череэ канал 8, при этом степень активности струи определяется как количеством их движения, так и формируемым профилем канала. Такое разделение топливного потока приводит к увеличению дальнобойности

центральной струи и отставанию периферийной струи, ее дефс мации и повьвлению степени поперечной турбули-

зации. Это способствует интенсивному перемешиванию периферийной струи топлива с дутьем по периметру ijieHfральной то11ливной струи в области

:прияшкания трпливоподводящего патрубка 6 со стенкой 3 дутьевого канала

привалят к локальному горениюг

яойвленшо поперечной пульсации, :воэникнов йшо визфевых (циркуляционных) ЗОЙ я sf&actttiaH yt этого предварительно окмшанйого топливсщутьевого потока 9 ксфневую часть центральной топл вцсмй струи, )где появляется область пониженного давления, в процессе совместного движения центра:льной . струй с присоединенным пограничньш смешанным потоком смоление продолжается по всей длине активной струи и характеризуется энергичным взаимодействием движуцдахся контактируемых масс за счет развития фронта горения, интенсивной турбулизации, удиинения пути смешения по сечению дутьевого Канада, развитие реакционной контактной поверхности, возрастания температурного уровня смешиваемых компонентов и послойного проникнове ния дутьевых компонентов в топливный поток, при этом последний разбуxaei. Такое постадийное поперечнопродольное взаимодействие движущихся

раз нохарактерных потоков форсирует процесс смешения, усредняет распределение смешиваемых компонентов в пределах фурмл и повышает однородность горнового газа.

Перенос распределителя 7 в РЯу6«ну топливоподводящего патрубка б снижает эффект разделения топливной струи, а вьщвижение распределителя в дутьевой канал приводит к преждевременно14у его прогару.

Предлагаемое техническое.решение обеспечивает разделение топлива на два потока в npcotecce его истечения в дутьевой канал фурмы, при этом подвод топлива осуществляется от одного источника. Это позволяет организовать двустадийиое смешение углеводородов топлива с кислородом дутья с развитой контактной поверхностью, что интенсифицирует процесс смесеобразования путем повышения степени реагирования Взаимодействующих ксячпонентов по сечению канала и, в конечном итоге, увеличивает степень использования врабочем пространстве печи химической энергии восстановительных газов, что позволяет снизить расход кокса на печь.Годовой экономический эффект от внедрения изобретения составляет около 195 тыс.руб.

ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащая полый корпус и топ.ливоподводящий патрубок.в его полости с расиредепитепем топливного потока, установленным внутри выходной части патрубка в виде сопла Лаваля, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества смешива-. ния топливодутьевых кс мпонентов, распределитель установлен в поцости выходной части патрубка с образова нием в ней периферийного канала, соединенного непосредственно с по лостями корпуса фурмы и патрубка.