Воздушная фурма Советский патент 1975 года по МПК C21B7/16 

(54) ВОЗДУШНАЯ ФУРМА

1

Изобретение касается восстановления материалов в шахтных печах и может быть использовано в черной и цветной металлургии.

Известна воздушная фурма с продольным сечением в виде сопла Лаваля, содержащая фланец с трубками для подвода и отвода охладителя и конус, перемещающийся по оси в узкой части фурмы для регулирования критического сечения при изменении параметров дутья.

Надежность известного устройства мала из-за наличия движущихся частей, работающих в тяжелых температурных условиях, и при высоком давлении.

Предлагаемая фурма отличается тем, что она снабжена сочлененной с ее фланцем вставкой, в которой выполнена кольцевая полость, сообщающаяся с каналом фурмы и трубопроводом подвода реагента, причем рабочая поверхность вставки вььполнена с конусностью равной конусности сопла.

Это обеспечивает изменение сечения наиболее узкой части сопла Лаваля при

изменении параметров дутьевого режима и позволяет вдувать максимальное колич&ство реагента, соответствующее новым параметрам при тех же скоростях потока.

На чертеже изображена предлагаемая фурма.

Фурма домецной печи 1 расположена в продолжении сопла 2. Внутренний профиль фурмы представляет собой профиль корпуса вращения и содержит смешивающую 3 и расходящуюся 4 части, в зоне соединени которых имеется сужение 5. Фурма кре,пится к опоре 6, соединенно1й с кожухом доменной печи.

Фурма снабжена вставкой Т; выполненной со смешивающей частью 3, переходящей в узкую часть 5 и расходящуюся часть, явл5Оощуюся началом расходящейся части 4 фурмы 8. Медньй полый корпус 9 носка припаян к фланцу 1О, имеющему внешнюю коническую часть 11, которая взаимодействует с соответствующей внут- ренней частью, вьшолненной в опоре 6, .Внутренняя оболочка 12, расположенная JB корпусе 9, сообщается через трубопроI воды 13, которые проходят сквозь фланец,, с источником охлаждающей жидкости и с внутренней частью корпуса 9 через от- верстия 14, расположенные в конце этой оболочки. Охлаждающая жидкость удаляет ся через отверстия, выполненные во фланце. Вставка 7 имеет внешнюю ценорирующую часть 15 и опорную грань 16, взаимо действующую соответственно с внутренней частью 17 фланца и его внешней гранью так, чтобы затвор и носок могли быть расположены рядом. Смешивающая часть носка входит в продолжение смешивающей (части затвора. Затвор и носок могут соединяться винтами 18, расположенными под углом 120° Кольцевой желобок 19 вььполнен на опорной грани 16 затвора, чтобы образовать камеру, сообщающуюся с внешней частью фурмы: по трубопроводам 20, подающим дополнительное топливо, и сообщающуюся с внутренней частью фурмы по трубопроводам 21, инжектирующим топливо, направленным к оси фурмы. Герметизирующее соединение 22 расположено в желобке 23, вьшолненном на внешней грани фланца, это соединение сжимается при сборке затвора на фланце с помощью кольцевого выступа 24. Сопло прижимается к выступу 25 затвора стяжным устройством 26, обеспечивающим быстрый демонтаж сопла. Профиль фурмы определяется так, чтобы флуктуация давлений могла достигать 20% давления питания, соответствующего заданному ходу печи, не ,ызьшая нарушения нормальной работы фурмы. Если нужно установить друт-иё параметры хода доменной печи, например, когда должно быть изменено производство чугуна, подача дутья может быть изменена так, что профиль фурмы не будет обеспечивать больше сверх звукового истечения в фурме. Фурма позволяет осуществлять быструю подгонку геометрии фурмы к новым условиям работы Известно, что расход по весу сверхзвуковой фурмы пропорционален давлению на вхо де фурмы и йа узком участке. Характеристики истечения в фурме могут быть сохране котда подача устанавливается на значении, отличающемся от предыдущего при условии сохранения точно того же самого значения давления, находящегося на входе фурмы, и могут быть получены с изменением величины узкого участка. Для этого приступают к демонтажу сопла (подачу дутья в фурму прерьшают), затем к демонтажу вставки 7 фурмы и замене ее jдругой вставкой 7, чтобы узкий участок 5 отличался от предыдущего участка. От- нощение участков пропорционально отношению расхода и данной температуре дутья. Существует одна общая характеристика для разных вставок фурмы, заключающаяся в том, что узкий участок вставок состоит из сечения по плоскости перпендикулярной к оси фурмы конической поверхности вра щения касательной и расходящейся части в месте соединения по окружности первой части расходящейся части и второй .части расходящейся части. Поверхность вращения изображена на чертеже пунктирной линией. Расходящаяся часть вставки фурмы может быть до предела сокращена до того, чтобы узкий участок соответствовал бы участку, ограниченному окружностью соединения вставки с носком фурмы. Фурма может быть использована в частности, в шахтный печах для осуществления подачи топлива и его сгорания в оптимальных условиях, обеспечивая . поддержание этих условий при различных значениях подачи реагента, обеспечивающего горение, питающего фурму. Применяемое топливо может быть углеродным продуктом, газообразным или жидким и может содержат |частицы твердого топлива в суспензии в одной какой-нибудь из этих сред, а также переносить любой продукт, который хотят ввести в шахтную печь в виде, совместимом с принципом действия инжектирующего устройства. Устройство фурмы, состоящей из двух частей, одна из которых представляет собой устройство для инжекции топлива, позволяет кроме того, выделять характеристики этого инжектирующего устройства в зависимости от природы инжектируемого топлива. Фурма может быть использована для инжектирования вспомогательного топлива (мазута) через фурмы доменной печи для замены части кокса, применяемого в качестве этого вспомогательного топлива. Предмет изобретения Воздушная фурма с продольным сечением в виде сопла Лаваля, содержащая фланец с трубками для подвода и отвода охладителя, отличающаяся тем, что, с целью увеличения расхода вдуваемого реагента за счет изменения критического сечения, она снабжена сочлененной с ее флан|цем .вставкой, в которой выполнена кол1 цевая полость, сообщающаяся с ка налом