Дутьевая фурма доменной печи Советский патент 1986 года по МПК C21B7/16 

Изобретение относится к черной металлургии и служит для подачи дуть и газообразного топлива в горн доменной печи.

Цель изобретения - увеличение ре- сурса работы фурмы, повьшение степени смешения газЪвоздушной смеси и полноты сгорания ее в пределах фурменного очага.

На фиг.1 изображена дутьевая фур- ма доменной печи, общий вид,в разрезе; на фиг.2 - газоструйньш излучатель, разрез.

Дутьевая фурма доменной печи содержит водоохлаждаемый корпус 1, газоподводящую трубку 2, трубку 3 для подвода охладителя, фланец 4, газоструйный излучатель 5, патрубок 6, герметически соединенный с корпусом, рыльную часть 7 фурмы, сопло 8 газо- подводящей трубки, стержень 9 с глу- ходонным цилиндром 10.

Фурма работает следующим образом.

При подаче сжатого газообразного топлива в газоподводящую трубку 2, последняя направляет газ в глуходон- ный цилиндр 10, в котором возбуждаются периодические вихри, усиливающиеся резонатором и излучающиеся через кольцевой зазор и патрубок в рабочий канал фурмы. Волны сжатия чередуются с волнами расширения, проходят все пространство -рабочего канала фурмы, что обеспечивает интенсивное смешение газовоздушной смеси рыпьной части фурмьь Такое расположение газоструйного излучателя позволяет перенести зону гор.ения газообразного топлира в рыльную часть фурмы. Кроме этого, горение топлива в рыпьной части приводит к изменению кинетической энергии продуктов горения за счет роста скорое- тей истечения газа из фурмы, что в свою очередь значительно влияет на работу горна доменной печи.

Опытным путем установлено, что высокая степень смешения реагирующих компонентов и уменьшение уноса тепла с охладителем достигается при

взаимодействии пульсирующего газообразного топлива с воздушным дутьем в рыпьной части фурмы. Для этого необходимо, чтобы продольная ось патрубка - газоструйного излучателя, была направлена в рабочий канал фурмы под углом 45-50 к ее продольной оси, а точка их пересечения должна

располагаться на расстоянии 0,8-0,9 диаметра рабочего канала фурмы от ее торца. Если точка пересечения осей находится от торца фурмы на расстоянии меньше 0,8 диаметра рабочего канала фурмы, то сопло патрубка перемещается ближе к торцу фурмы и При остановке печи и .взятии ее на тягу патрубок может заливаться шлаком или металлом, если же указанное расстояние превьш1ает 0,9 диаметра рабочего канала, резко возрастают тепловые потери с охлаждакщей водой, так как газообразное топливо в присутствии окислителя сгорает в рабочем канале фурмы. При угле наклона газоструйного излучателя к продольной оси рабочего канала фур. -О

мы меньше 45 происходит резкое удлинение потока пульсирующего газообразного топлива. По мере удаления потока газа от сопла излучателя амплитуда колебаний потока затухает, в результате чего степень смешения газовоздушной смеси снижается. При угле наклона больше 50 процесс горения смеси проходит в рыльной части фурмы и в пределах фурменного очага.

Опытным путем установлено, что при площади сечения кольцевого зазора между внутренней поверхностью патрубка и глуходонным цилиндром-резонатором меньше площади сечения га- зоподводящей трубки увеличивается сопротивление в кольцевом зазоре, при этом уменьшается скорость и тота пульсации газообразного топлива. При величине площади сечения кольцевого зазора больше площади.сечения газоподводящей трубки на величину вьш1е 1,5 скорость газа в кольцевом зазоре также резко снижается, что уменьшает величину проникновения газообразного топлива в поток го дутья и, следовательно, снижает степень смешения газовоздзмпной смеси.

Результаты испытаний предлагаемой и известной фурм представлены в таблице, где в зависимости.от частоты пульсации показана степень сгорания газообразного топлива (природного газа) в рыпьной части фурмы и в фурменном очаге. Степень сгорания топлива оценивается по степени окисления углерода газообразного топлива.

Из приведенных в таблице данных видно, что максимальная степень сме- достигается при частоте пуль06310

-ации 1, Гц. При дальнейшем увеличении частоты пульсации степень смешения, снижается, что связано с увеличением интенсивности поглощения 5 звуковых колебаний в газах при повышении ультразвуковых частот.

Проведенные испытания показывают, что подача пульсирующего газообразного топлива в рабочий канал фурмы

10 обеспечивает максимальную степень смешения его с дутьем, что позволяет снять ограничения на рост расхода газообразного топлива через фурму. Кроме того, увеличение количества

J5 вдуваемого топлива ведет к снижению температуры в зоне горё ния, что дает дополнительную возможность форсиров- ки печи без нарушения ровности хода. Все это позволяет экономить кокс в количестве 5-8 кг/т чугуна.

Составитель Ю.Серов Редактор Н.Яцола Техред 3.Палий

Заказ 8652/26 Тираж 552Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, осква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ПШ1 Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Фиг.2

Корректор С.Шекмар