Дутьевая фурма доменной печи Советский патент 1990 года по МПК C21B7/16 

Изобретение относится к металлургии черных металлов и наиболее эффективно может быть использовано в доменном производстве для подачи горячего дутья и углеродсодержащих добавок в горн.

Целью изобретения является экономия топлива и увеличение стойкости .фурмы.

На чертеже показана фурма, разрез.

Трубка для подвода реагента 1 расположена в плавно сопряженном с поверхностью внутреннего стакана выступе 2 и направлена в сторону, противоположную потоку дутья. Полость выс- тупа 2 начинается непосредственно

за фланцем и заканчивается вблизи устья фурмы.

Вода беспрепятственно циркулирует в полости, обеспечивая ее интенсивное охлаждение, что способствует увеличению стойкости фурмы. Оптимальные значения без размерного расстояния L/D высоты выступа и угол наклона трубки для подачи реагента опре- деляют экспериментально и расчетно с учетом влияния этих величин на степень перемешивания реагента с дутьем и распространение (направление и длину) струйного потока природного газа. Обработка экспериментальных и расчетных данных показывает, что оптимальными являются соотношение расстояния между центром выходного сечения трубки для подвода реагента (L) и выход- ным сечением канала фурмы к диаметру выходного сечения фурмы (D) в пределах, определяемых из формулы:

L/D 2,3 - (0,5 - H/D) tgei + Кэ,

v

где Н - высота выступа на внутреннем

стакане, м;

oi - угол наклона ЕШХОДНОГО участка трубки подвода реагента к оси фурмы, град; эмпирический коэффициент, равный

К (1 - 2) (0,5 costi -0,1).

Угол наклона трубки для подачи регента к оси фурмы при .сохранении остальных заявленных соотношений обеспечивает эффективное перемешивание реагента и дут.ья при значениях 30- 90°.

Эффективному перемешиванию дутья и реагентов соо тветств ует высота выступа в пределах H/D (1/5 - 1/3).

Если имеется резерв по давлению природного газа (его подают в печь без предварительной компрессии) или расход его велик, целесообразно выполнение нескольких углублений на внутреннем стакане фурмы. Такое рас- положение подводов позволяет EI еще большей степени перемещать дутье и реагент особенно при высоких расходах последнего.

При подаче потока СН4 нескольки- ,ми струями появляется возможность из-за увеличения удельной поверхности

о

5

0

взаимодействия потоков и воздуха повысить эффективность перемешивания их. ,При подаче СН$ несколькими потоками, т.е. при- выполнении на внутреннем стакане более одного выступа, наиболее целесообразно их размещение в одной плоскости (перпендикулярной оси фурмы). Это позволяет, помимо описанных эффектов, обеспечить дополнительный эффект местного сужения канала фурмы в месте подвода СН4 , в результате чего еще более повысить эффективность смешивания. Это происходит из-за усиления (после местного сужения) эжектирую- щего и турбулизирующего действия потока воздушного дутья на потоки при-, родного газа.

I

При этом оптимальным соотношением

площадей проходного сечения фурмы в плоскости ввода реагентов к площади выходного сечения канала фурмы является 0,6-0,8.

Разработано два способа изготовления данных фурм: метод сварки предварительно выполненного выступа с внутренним стаканом фурмы, метод штамповки выступа на внутреннем стакане фурмы.

Второй метод более предпочтителен поскольку повышает плавность сопряжения внутреннего стакана и выступа, снижает концентрации напряжений, упрощает изготовление. Все остальные операции по сборке фурмы выполняются по стандартной схеме.

Применение предлагаемой конструкции дутьевой фурмы позволяет снизить расход кокса на выплавку чугуна на 5 кг/т чугуна за счет повышения коэффициента замены кокса природным газом.

5

50

45 Формула изобретения

0

1. Дутьевая фурма доменной печи, содержащая водоохлаждаемый корпус, состоящий из фланца, носка, наружного и внутреннего стаканов, трубок подвода и отвода охладителя и подвода реагента, отличающаяся тем, что, с целью экономии топлива и увеличения стойкости фурмы, в проходном сечении фурмы на поверхности внутреннего стакана выражен по крайней мере один плавно сопряженный с поверхностью выступ, в вершине которого расположена Трубка подвода реа5

51

,гента, причем расстояние между центром выходного сечения трубки и выход ным сечением фурмы определяется из выражения

L/D - 2,3 - (0,5 - H/D)tgod, + К.

де L

D Н oi К - расстояние между центром выходного сечения трубки подвода реагента и выходным сечением фурмы, м; диаметр выходного сечения фурмы, м;

высота выступа, м; угол наклона выходного участка трубки подвода реагента к оси фурмы, град; эмпирический коэффициент, К9 (I...2)(0t5cos об -0,1).

482096

2.Фурма по п. 1, отличающая с я тем, что трубка подвода реагента направлена в сторону, протис воположную устью фурмы, а угол наклона трубки к оси фурмы равен 30-90°.

3.Фурма по пп. 1 и 2, о т л и - чающаяся тем, что высота выступа составляет 1/5-1/3 диаметра выю ходного сечения канала фурмы.

К Фурма по п. 1, отличающаяся тем, что при количестве выступов более одного центры выходных отверстий трубок подвода реаген- 15 та расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси фурмы, причем отношение площади проходного сечения фурмы в этой плоскости к площади выходного сечения канала фурмы находит- 20 :ся в пределах 0,6-0,8.

Изобретение относится к металлургии черных металлов и может быть использовано в доменном производстве для подачи горячего дутья в горн. Целью изобретения является экономия и повышение стойкости фурмы. Предложенная конструкция воздушной фурмы позволяет без существенных капитальных затрат улучшить смешивание углеродсодержащих добавок с потоком дутья. Для этого на внутреннем стакане выполнен по крайней мере один плавно сопряженный с ним выступ, в вершине которого расположена трубка реагента. Расстояние между центром выходного сечения трубки и выходным сечением фурмы определяется из выражения L/D = 2,3-(0,5-H/D)/TGΑ+К_э, где L - расстояние между центром выходного сечения трубки подвода реагента и выходным сечением фурмы, м

D - диаметр выходного сечения фурмы, м

H - высота выступа на внутреннем стакане, м

α - угол наклона выходного участка трубки подвода реагента к оси фурмы, град

К_э - эмпирический коэффициент, К_э = (1-2)^.(-0,1+0,5COSΑ). Угол наклона трубки подвода реагента к оси фурмы равен 30-90°, а высота выступа на внутреннем стакане составляет 1/5-1/3 D. Если имеется резерв по давлению природного газа или расход его велик, то выполняют несколько выступов, располагая их в одной плоскости, перпендикулярной оси фурмы. Отношение площади проходного сечения фурмы в этой плоскости к площади выходного сечения канала фурмы находится в пределах 0,6-0,8. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Подбое природ кого газа