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

11 Изобретение относится к черной металлургии и может быть применено для подачи дутья и газообразного топлива в горн доменной печи. В доменном .производстве для подач дутья и газообразного топлива (напри мер, природного газа) в горн доменной печи применяются фурмы, содержащие водоохлаждаемьй корпус и пропущ&нный через водоохлаждаемую полость патрубок подвода газообразного топлива в поток дутья ГЛ . Исследование влияния подвода газо образного топлива в воздушной фурме на его распределение и сжигание пока зывают 2 , что газообразное топливо проникает на небольшую глубину и дутья плохо перемешивается с ним J kaK следствие далеко не полностью сгорает. Все известные подводы гат зообразного топлива обеспечивают низкую степень сгорания газообразного топлива. Неполное сгорание газообразного топлива приводит к дополнительному расходу кокса на его пиролиз и ухудшени дренажной способности горна и низа шахты доменной печи вследствие отложения сажистого углерода на шихтовых материалах. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма доменной печи, содержащая полый водоохлаждаемый корпус с фланцем, смесительную камеру, расположен ную в корпусе с патрубками подвода газообразного топлива, сообщенную с рабочим дутьевым каналом фурмы Однако такая конструкция фурмы не позволяет конвертировать углеводо роды газообразного топлива в фурме, так как инжектированное дутье на коротком участке патрубка подвода окис лителя не охлаждается ниже 800-750 С что приводит к воспламенению газообразного топлива еще в смесителе, т.е. до его полного перемешивания с окислителем (дутьем), являющимся необходимым условием конверсии углеводородов газообразного топлива; вос пламенение топлива в смесителе может привести к прогару смесительной камеры. В случае прекращения подачи газообразного топлива в фурму резко возрастают потери тепла дутьем с охлаждающей водой, так как смесительная 3 камера является проточной для дутья, и тем самым увеличивается поверхность контакта дутья и охлаждаемых стенок. Цель изобретения - повьш1ение эффек тивности доменной плавки путем более полного сжигания газообразного топлива и возможности его конверсии, а также снижение расхода кокса. Поставленная цель достигается тем, что дутьевая фурма доменной печи, содержащая полый водоохлаждаемый корпус с фланцем, смесительную камеру, расположенную в корпусе с патрубком подвода газообразного топлива, сообщенную с рабочим дутьевым каналом фурмы, снабжена патрубком подвода окислителя, соединенным со смесительной камерой, при этом выходное сопло смесительной камеры выполнено в форме вытянутого овала, продольная ось которого перпендикулярна оси рабочего канала фурмы, и расположено в стенке рабочего канала фурмы на расстоянии 0,1-0,7 диаметра фурмы от ее выходного торца, а продольная ось сопла расположена под углом 15-60 к оси рабочего канала фурмы. На фиг. 1 изображена фурма, разрез по оси; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Дутьевая фурма доменной печи содержит полый водоохлаждаемый корпус 1, смесительную камеру 2 с патрубком 3-подвода газообразного топлива и патрубком 4, соединяющим смесительную камеру 2 с индивидуальным коллектором окислителя (не показан), при этом выходное сопло 5 камеры 2 вьтолнено в стенке рабочего канала 6 фурмы на расстоянии L от ее выходного торца, составляющем 0,1-0,7 диаметра рабочего канала фурмы, а продольная ось выходного сопла расположена под углом Л к оси рабочего канала, значение которого находится в пределах 15-60 . Если величина L меньше 0,1 диаметра рабочего канала, то выходное от- верстие .выходного сопла смесительной камеры 2 перемещается в рыпьную часть фурмы и при остановке печи и взятии ее на тягу отверстие может заливаться шлаком или металлом. При L более 0,7 резко возрастают тепловые потерн с охлаждающей водой, так как смесь газа с окислителем сгорает в фурме. Значение угла оС менее 15 вызывает резкое удлинение-выходного отверстия выходного сопла смесителя по направлению оси фурмы, что вызывает горение смеси еще в выходном сопле смеси теля, а это связано с большими потерями тепла и возможностью прогара фурмы. При ОС более 60°процесс горения смеси происходит в фурме, так как она не успевает выноситься дутьем в фурменный очаг. Наличие автономного подвода окисл теля в смесительную камеру обеспечивает предварительное смешение газообразного топлива с окислителем до его попадания в высоконагретое дутье, что позволяет его полностью сжигать, вьщерживая необходимое соот ношение газообразное топливо-окислитель. Это снимает ограничение на рос расхода газообразного топлива на тон ну чугуна, так как с ростом расхода газообразного топлива через фурму соответственно увеличивается и подача окислителя в смеситель через пятрубок подвода окислителя и топливо полностью сгорает. Предлагаемая фурма позволяет при необходимости вдувать в горн доменно печи конвертированный восстановительный газ без остановки ее. Это осуществляется путем изменения соотношения окислитель-газообразное топливо в пределах, необходимых для обеспечения кислородной конверсии углеводородов газообразного топлива. При этом смесь окислителя и газообразного топлива, попадая в высоконагретое дутье, конвертируется до СО и Н2 и в горн доменной печи попадает конвертированный высоконагретый газ. Это позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели доменной плавки и з еньщить расход кокса. Результаты испытаний предлагаемой фурмы представлены в таблице, где в зависимости от вида используемого окислителя и соотношения кислород углеводороды газообразного топлива показана степень сгорания газообразного топлива в фурме и фурменном очаге . При соотношении кислород-углеводороды, равном 0,5, происходит конверсия углеводородов, при этом степень кон-, вертирования их достигает 96%. Применение предлагаемой фурмы позволяет полностью использовать газообразное топливо при его подаче через фурмы, предотвратить сажеобразование с ростом расхода газообразного топлива через фурму, увеличить его общий расход на тонну чугуна (дальнейшее увеличение расхода газообразного топлива лимитируется только газодинамикой печи), при необходимости подавать продукты конверсии углеводородов простым изменением соотношения кислород/углеводороды до величины 0,5. Все это позволяет экономить дефицитный кокс порядка 5U кг/т чугуна.

gc

ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащая полый водоохлаждаемый- корпус с фланцем, смесительную камеру, расположенную в кожухе с патрубком подвода газообразного топлива, сообщенную с рабочим дутьевым каналом фурмы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности доменной плавки путем более полного сжигания газообразного топлива и возможности его конверсии, снижения расхода кокса, фурма снабжена патрубком.подвода окислителя, соединенным, со смесительной камерой, при этом выходное сопло смесительной камеры выполнено в форме вытянутого овала, продольная ось которого перпендикулярна оси рабочего канала фурмы,и расположено в стенке рабочего канала фурмы нарасстоянии 0,1-0,7 W его диаметра от ее выходного торца, ; а продольная ось сопла расположена под углом 15-60 к оси рабочего кана- i ла фурмы. S9 ;о :о

.Z