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

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к оборудованию для подачи горячего дутья в доменную печь. Известна фурма доменной печи, содержащая водоохлаждаемый корпус, состоящий из внутреннего, облицованного жаростойким сплавом, и наружного конических стаканов, соединенных по концам с фланцем и рыльной обечайкой, причем облицовка нанесена на ее рифленую поверхность СП. Недостатком указанной фурмы является относительно невысокая стойкост обусловленная высоким термическим Ьопротивлением лам1шарной погранич,ной области охладителя теплонапряасеннрй поверхности. При больпюй плот ности теплового потока это приводит к образованию паровой плёнки на теплонапряженной поверхности, которая ограничивает количество теплоты, передаваемой через последню1р охладителю. Известна также фурма доменной пе|чи, содержащая водоохлаждаемый корпус, состоящий из внутреннего, облицованного жаростойким плавом, и наружного конических стаканов, соедине Ных по концам с рыпьной обечайкой, где поверхности теплообмена, контактирующие с озшадителем, облицованы прдволочной сеткой Проволочная сетка выполнена из меди и плотно соединена 8 местах касания 2, Однако известная констр укцйя фурмы доменной печи характеризуется.недостаточно высокой эффективностью охлаяяения, обусловленной низким КПД тепловой передачи, а тацже повышениём эксплуатационных затрат, рвязанных с тем, что при работе на технической воде происходит зарастание ячеек и снижается теплопередача. Наиболее близким к предлагаемой явяяется фурма доменной печи, содержащаяводоохла})|дае)шй корпус, СОСТОЯЕЩИЙ из внутреннего и наружного конических стаканов, соединенных по концам с фланцем и рьшыюй обечайкой) патрубки подвода и отвода охладителя и ребра, расположенные поперечно продольной оси фурмы на внутренних поверхностях корпуса CiJ. Однако в известной конструкции, фурмы ребра хотя и способствуют улуч шению условий теплообмена, но при, большой плотности теплового потока возникает паровая пленка на теплонапряжеиньк поверхностях, препятствующая в дальнейшем процессам теплообмена. Цель изобретения - повьшение стойкости фурмы за счет улучшения условий теплообмена. Поставленная цель достигается тем, что в дутьевой фурме доменной печи, содержащей водоохлаждаегФй корпус, состояб1ий из внутреннего и наружного конических стаканов, соединенных по концам с фланцем и рыльной обечайкой, патрубки подвода и отвода охладителя и ребра, расположенные поперечно продольной оси фурмы на внутренних прверхностях корпуса ребра выполнены кольцевыми с- шагом 2-5 и высотой их высова 0,5-2,0% ширины водоохлаждаемого сечения корпуса фурмы. Выполнение высоты высова поперечного кольцевого ребра во внутреннюю водоохлаждаемую полость 0,5% значений водоохлаждаемогЬ сечения и тага выступов менее 2 значений водоохлаждаемого сечения фурмы не способствует повьш1ению коэффициента теплопередачи, повышению стойкости фурмы и улучшению условий теплообмена. Выполнение высоты такого высояа более 2,0% значений водоохлаждаемого сечения и шага И)1ступов более 5 значений водоохлаждаейого сечения фурмы между внутренним и внешним коническими стаканами способствуют увеличению сопротивления проходу хладоагента из-за возникновения чрезмерных пульсаций, что потребует увеличения мощности насосов, подакицих охлаждающий агент. На фиг. 1 показана фурма доменной печи, продольный разрез; на фиг. 2 узел I на фиг, 1; на фиг. 3 - узел И на фиг. ; на фНг. 4 - разрез А-А на, фиг. 1. Фурма доменной печи состоит из водоохлаждаемого корпуса, выполненного из двух конусных стаканов 1 и 2 (наружного и внутреннего), к торцам которых приварена с одной стороны медная рыпьная обечайка 3 фурмы, покрытая защитным экраном из сплава 4.Место.сварки внутреннего медного стакана 2 с медной рыльной обечайкой 3 защищено«сдоем огнеупорной обмазки 5.Фурма содержит патрубки 6 подвода и отвода хладоагента. Внутренние поверхности водоохлаждаемой полости фурмы, образованные наружными и внутренним стаканами.

снабжены поперечными кольцами ребрами 7, вьшолненными по продольной оси фурмы с шагом, составляющим 2-5 значений водоохлаждаемого сечения мезвду внутренним и наружным коническими стаканами 1 и 2. -....

Высота высова ребер 7 во внутреннн о водоохлаждаемую полость фурмы, образованную внутренним и наружным коническими стаканами 1 и 2, составяет 0,5-2,0% значений водоохлаждаемого сечения.

Кольцевые поперечные выступы ребер 7 во внутренней полости водоохаждаемого сечения могут бытьполучены накаткой иди любыми другини доступными способами, например штамповкой.

Кольцевые поперечные выступы цилиндрических ребер 7 на внутренней поверхности .наружной обечайки могут быть также вьшолнены в виде наборных колец из медной сетки, приваренных к внутренней поверхности наружного или внутреннего стаканов.

Ширина кольцевых поперечных выступов цилиндрических ребер 7 изменяет-, ся в сторону уменьшения в направлении рыльной обечайки 3 от 2,0-0,5% значений водоохла едаемого сечения внутренней полости фурмы. При подаче охлаждакидего агента через патрубок 6 подвода происходит

турбулизация потока в пристенном слое, что вызывает создание вихревых зон с увеличенной скоростью движения потока охлаждакщего агента. Это приводит к

резкому росту коэффициента теплоотдачи. Образование вихревых зон лишь в тонком пристенном слое потока обуслав ливается высотой выступов ребер 7, равной 0,5-2,0% значений водоохлалдаемого сечения фурмы, образованного внешним и внутренним коническими стаканами, и с шагом размещения, составляющим 2т-5 значений водоохлаадаемого сечения.При уменьшение Ешрины выступов ребер 7 в сторону рыльной обечайки 3 в интервале значений водоохлаждаемого сечения от 2,0-0,5% гидрав лическое сопротивление охлаждающих элементов фурмы не увеличивается, так как при этом не возникает пульса-, ций, ipocra скорости и -турбулизации основного потока охлаядающе.го агента.

За счет применения мероприятий согласно изобретению повышается надежность и долговечность работы фурмы порядка на 30-40%. Уменьшаются теплопотери температуры горячего дутья, проходящего через фурму на .

Ориентировочный годовой экономический эффект от применения изобретения составит 139893 руб.

ДУТЬЕВАЯ ФОРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащая водоохлаждаемый корпус, состоящий из внутреннего и наружного конических стаканов, соединенных по концам с фланцем и рьшьной обечайкой, патрубки подвода и отвода охладителя и ребра, расположенные поперечно продольной оси фурмы на внутренних поверхностях корпуса, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости фурмы за счет улучшения условий теплообмена, ребра выполнены кольцевыми с шагом 2-5 и вы.сотой их высова 0,5-2,0% ширины водоохлаждаемого сечений корпуса фурмы.

fe.J