Устройство для подачи природного газа в фурмы конвертера Советский патент 1993 года по МПК C22B15/06 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к конструктивному выполнению устройств для подачи природного газа в фурмы горизонтального конвертера.

Известно устройство для сжигания и подачи газов, в том числе и природного газа под расплав, содержащее камеру смешения с отверстиями для подвода газа, газовый коллектор, камеру горения, сопло и патрубки для подвода воздуха, установленные тангенциально относительно поверхности камеры смешения, а оси отверстий для подвода газа в камеру смешения направлены тангенциально в обратную сторону для создания противотока газа и воздуха.

Недостатком указанного устройства является малый срок его службы, вызванный попаданием расплава в камеру смешения, что приводит к ее забиванию и выгоранию футеровки и громоздкость конструкции.

Кроме того, это устройство не может обеспечить сжигание газа с коэффициентом расхода окисления (а) более Т,20, чем небезопасно, так как при этих значениях (а 1,20) может произойти отрыв пламени. i i

Другое известное устройство снабжено дополнительным патрубком, установленным по оси устройства, заходящим в камеру смешения на расстояние, составляющее 0,2-0,8 ее длины, при этом диаметр патрубка составляет 0,21-0,65 диаметра камеры смешения.

00

ю ю

4 СО 00

см

Недостатком этого устройства является его большая сложность и громоздкость конструкции.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является Устройство для подачи природного газа в фурмы горизонтального конвертера.

Прототип состоит из воздушного фурмоколлектора, газового коллектора, фурменной коробки с фурмами, трактов подачи газа от коллектора в тело фурм, т.е. газовых патрубков.

Недостатком такой конструкции для подачи газа является невозможность полного смешения природного газа с воздухом и громоздкость конструкции подвода газа от коллектора в тело фурмы, имеющих 3 поворота под прямым углом из 5 поворотов, что резко увеличивает гидравлическое сопротивление тракта и уменьшает пропускную способность по газу, и, значит, его скорость. Незначительная скорость поступления газа даже при небольшом падении давления газа может привести к проскоку горящей газовой смеси в газовый патрубок и далее в газовый коллектор, что может привести к взрыву всего устройства.

Хроме того, в конструкции прототипа длина газового патрубка, прямолинейная часть которого располагает- ся внутри фурменной коробки и тела фурмы чуть меньше суммарной длины фурменной коробки и тела фурмы, т.е. струя газа истекает в тело фурмы почти на еессрезе, т.е. времени для смешения газа с воздухом в теле фурмы практически не остается и смешение происходит над ванной расплава в конвертере в неблагоприятных условиях из-за чего значительное количество природного газа не успевает сгореть и покидает конвертер непрореагировавшим, что увеличивает вероятность попадания метана на рабочие площадки в районе напыльника и трактов загрузки песчаника и оборотов, что небезопасно.

Другим недостатком является недостаточная механическая прочность и незащищенность газового коллектора и гибких металлических рукавов от кусков падающих с напыльника настылей. При повороте конвертера и открытии защитной шторки куски настыли с кес

5

0

5

5 0 5

0

0

5

сонированнои наклонной части напыльника падают на газовые патрубки и открывают их по сварочному шву, что приводит, помимо простоев на ремонт, к попаданию природного газа на обслуживающие площадки цеха.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности устройства и безопасности обслуживания устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для подачи природного газа включает воздушный фурмоколлек- тор и газовый коллектор, фурменные коробки с фурмами, газовые патрубки, при этом газовый коллектор расположен внутри воздушного фурмоколлектора над клапаном фурменной коробки, газовые патрубки врезаны в каждую фурменную коробку под углом 5-бО° к горизонтали, а соотношение внутренних диаметров каждого газового патрубка и каждой фурменной коробки составляет 0,1- 0,2.

Сущность предлагаемого устройства заключается в следующем.

Расположение газового коллектора вместе с газовыми патрубками внутри воздушного Фурмочоллектора выше фурменной коробки полностью защищает его от попаданий кусков настыли с напыльника при повороте конвертера, что увеличивает эксплуатационную надежность и безопасность обслуживания, а расположение и коллектора и газовых патрубков выше фурменной коробки обеспечивает их сохранность даже при повреждении воздушного фурмоколлектора от кусков настыли, так как при повороте конвертера в ожидании набора штейна, а тем более при сливе шлака куски настыли попадают лишь на нижнюю половину фурмоколлектора.

Врезка газового патрубка не в тело фурмы, а в фурменную коробку обеспечивает большое время смешивания природного газа с воздухом за счет увеличения пути прохождения газовой смеси до среза Фурмы, что уменьшает вероятность проскока пламени внутрь газового коллектора и повышает эксплуатационную надежность.

Если угол между осью газового патрубка и горизонталью (Об) больше 60°, то уменьшается эжекция газа внутри фурменной коробки потоком фур- менного воздуха и увеличивается гидравлическое сопротивление проходу

газг по фурме, а если #, меньше «5е, то уменьшается путь прохождения газовой смеси от места врезки газового патрубка до среза фурмы. В обоих случаях степень смешения газа с воздухом уменьшается что ухудшает безопасность обслуживания.

Расположение Газового коллектора над клапаном Фурменной коробки воздушного фурмоколлектора преследует ту же цель - увеличить расстояние от места врезки газового патрубка в тело фурменной коробки до среза фурмы, чтобы улучшить степень перемешивания газа с воздухом до попадания газовой смеси в расплав.

При соотношении внутренних диаметров газового патрубка (dn) и фурменной коробки (dq) больше 0,20 увеличивается количество газа на весовую единицу воздуха и степень смешивания газа с воздухом уменьшается, а при dn:d(b 0,10 увеличивается гидравлическое сопротивление газового тракта и уменьшается пропускная способность газового тракта, что при падении давления-газа может привести к проскоку пламени внутрь газовых коммуникаций.

В указанном диапазоне перечисленных параметров (оЈ «З-СО0, dh:dd, Q,10-0,20) обеспечиваются наилучшие условия для-полного смешения природного газа с воздухом при достаточной пропускной способности газового тракта, что обеспечивает безопасную эксплуатацию заявляемого устройства.

На фиг.1, 2 изображен предлагаемое устройство для подачи природного газа в фурмы горизонтального конвертера, где 1 - воздушный фурмоколлек- тор, 2 - газовый коллектор, 3 - фур

0

5

0

5

менная трубка (фурма), А - фурменный стакан, 5 - фурменная коробка, 6 - газовый патрубок.

Устройство работает следующим образом. Из Фурмоколлектора 1 при продувке расплава воздух постоянно через фурменную коробку 5 со стаканом Ь поступает в Фурму 3 и выносится в глубину конвертерной ванны расплава. При необходимости подачи природного гаяа в воздушное дутье открывается задвижка на газовом коллекторе и газ эжектируется потоком воздуха в Фурменную коробку 5 и далее в фурменную трубку 3. Проходя путь от места врезки газового патрубка 6 до среза фурмы 3, газ успевает хорошо перемешаться с воздухом, что обеспечивает в ванне расплава его полное сгорание (без остатков неразложившегося метана) . В результате увеличивается безопасность обслуживания на рабочих площадках.

Формула изобретения

Устройство для подачи природного газа в фурмы конвертера, включающее воздушный фурмоколлектор и газовый коллектор, фурменные коробки с фурма- ми, газовые патрубки, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и безопасности в обслуживании, газовый коллектор расположен внутри воздушного фурмоколлектора над клапаном фурменной коробки, газовые патрубки врезаны в каждую фурменную коробку под углом 45-60° к горизонтали, а соотношение внутренних диаметров каждого газового патрубка и каждой фурменной коробки составляет 0,1-0,2.

Фил 2

Использование: цветная металлургия, конструктивное выполнение устройств для подачи природного газа в фурмы горизонтального конвертера. Сущность: газовый коллектор расположен внутри воздушного фурмоколлекто- ра под клапаном фурменной коробки, газовые патрубки врезаны в каждую фурменную коробку под углом к горизонтали, а соотношение внутренних диаметров каждого газового патрубка и каждой фурменной коробки составляет 0,1-0,2. Устройство позволяет повысить эксплуатационную надежность и безопасность обслуживания. 2 ил. Ј