Дутьевая фурма доменной печи Советский патент 1981 года по МПК C21B7/16 

1

Изобретение отнооится к черной металлургии, в частности к оборудованию для подачи горячего дутья в доменную печь.

Известна охлаждаемая фурма доменной печи, состоящая из корпуса в виде внешнего и внутреннего стаканов, кокса, ланца, подводя1Сих и отводящих охлаждающий агент трубопроводов, различных приспособлений, устройств внутри охлаждаемой полости flj. .

Однако в известной фурме интенсификация теплообмена достигается за счет высоких скоростей охлаждения, как правило не менее 8 м/с, что связано с использованием мощных высоконапорных насосов.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма доменной Печи, содержащая корпус в виде внешнего и внутреннего стаканов, носок, фланец, камеру, расположен ную внутри корпуса, подводящих и отводящих охлаждающий агент трубопроводов Г2.

Недостатки фурмы - неравномерное распределение охлаждающего агента по

поперечному сечению кольцевых- каналов; недостаточная циркуляция охлаждающего агента во внутренней камере; недостаточный отвод тепла в наиболее теплонапряженной передней части Фурмы, все это ухудшает теплообмен в Фурме и снижает ее стойкость.

Цель изобретения повьшчение стойкости фурмы.

0

Указанная цель достигается установкой кольцевого сопла на передней части камеры и встрдки, расположенной коаксиально внутри камеры, а также тангенциальным соединением трубы для

5 подвода охлаждающего агента с камерой .

Кольцевое сопло предназначено для интенсификации теплообмена в наиболее теилонапряженной передней части

0 фурмы за счет образования турбулизованной струи, направленной на носовую часть Фурмы. Мирина щели выходного-сечения сопла относится к толщине кольцевых каналов между камерой

5 и корпусом в пределах Оj 5-2,0.

В табл. i приведены результаты выбора оптимального размера выходной щели сопла.

Показатели

Скорость хладагента:

в кольцевых каналах между камерой и корпусом фурмы, м/с

в выходном сечении сопла, м/с

Гидравлическое сопротивление сопла, н/м Критерий Рейнольдса

Коэффициент теплоотдачи:

в кольцевых каналах между камерой и корпусом фурки

М в носовой части фурмы Уменьшение ьчирины 1чели сопла менее О,5 нецелесообразно вследствие возрастания гидравлического сопротивления сопла более 1000 н/м и увеличения вероятности засорения соп ла окалиной или другими механическими примесями. Увеличение ширины щели выходного сечения сопла более 2,0 нерационально в связи с уменьшением скорости хлащагента на выходе из сопла до величины меньшей, .чем в каналах между камерой корпусом фурмы. При этом коэ ЪЛициент теплопередачи в носовой части фурмы по сравнению с ее . корпусом также уменьшается, что приводит к снижению стойкости лурмы. Ввиду того, что внутренняя поверх ность.рыльной части фурмы является тороидальной оптимальное с точки зре ния теплообмена и гидравлического со противления «ijypMH расстояние торца сопла от внутренней стенки рыльной ч сти фурмы равно половине расстояния между внутренним и внешним ее стака.нами в носовой части. Однако в связи с незначительным влиянием на теплообмен и гидравличес кое сопротивление фурмы изменения расположения торца сопла в определен ных пределах минимальное и максималь нее расстояние торца сопла от внутренне стенки рыльной части фурмы приняты равными соответственно толщине кольцевых каналов между камерой и стака нами фурмы и расстоянию между внутренним и внешним ее стаканами в носо вой части. Вставка предназначена для уменьше ния площади поперечного сечения камеры. Она разделяет камеру на два внутренних кольцевых канала одинакоТаблица 1

Отношение ширины щели сопла к толщине кольцевых каналов между камерой и корпусом фурмы

менее 0,5

0,5-2,0

более 2,О

0,70,7

1,6 1,4-0,7Менее 0,7

100 1000-250Ме-;ее 250

7860 7860-7960Более 7950

170017003400 3400-1700Менее 1700 вой ширины. Ширина каналов определяется из условия обеспечения скорости в них не менее 0,7 м/с. При этих скоростях отсутствует выпадание механических примесей из хладагента и происходит достаточно интенсивный теплоотвод от наружных каналов, особенно эффективный при попадании на фурму жидкого чугуна и образования паровой пленки в наружном кольцевом канале. Тангенциальное соединение подводяГдей хладагент трубы с камерой позволяет получить равномерное распределение охлаждаю1.чего агента по поперечному сечению камеры. Угол осью, подводящей хладагент трубн,и задней стенкой камеры в месте их соединения равен 5-30 , При угле меньше 5 возникают конструктивные трудности выполнения соединения. При угле больше 30 происходит существенное ухудшение распределения хладагента в камере. Расстояние от камеры до Ъланца Лурмы равно 1,03,0 диаметра под-водящей хладагент трубы, уменьшение этого расстояния менее 1,0 невозможно по конструктивным причинам. При увеличении указанного расстояния более 3,О происходит ухудшение охлаждения корпуса фурмы. На Фиг. 1 изображена, фурма, общий вид; на Фиг. 2 - разрез А-Анафиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2, Фурма содержит лланец 1, корпус в виде внешнего 2 и внутреннего 3 стаканов, ножовую часть 4, трубы 5 и 6 для подвода и отвода охлаждающего агента, внутри охлаждаемой полости лурмы находится камера 7, закрепленная на подводящей охлаждающий агент трубе и опорах 8. На передней части камеры закреплено кольцевое сопло 9,

а внутри камеры на опорах 10 коаксиально установлена вставка 11.

Между камерой и корпусом фурмы образуются наружные кольцевые каналы, по которым движется охлаждающий агент. Каналы имеют одинаковую ширину, равную 4-10 мм. Носовая часть фурмы имеет тороидальную охлаждаемую поверхность.

Охлаждающий агент по тангенциальной трубе поступает в камеру, затем . движется по каналам внутри камеры и выходит из нее через кольцевое сопло, охлаждая носок Фурмы. Далее поток хладагента разделяется по наружным каналам, охлаждает корпус фурмы и удаляется их охлаждаемой полость через отводящую трубу..

Результаты испытаний стойкости модели в потоке жидкого чугуна

Фурма может иметь термостойкий защитный слой, нанесенный на рабочую поверхность методом напыления, или теплозащитную облицовку.

Подача топлива в фурму может быть осуществлена либо через фланец, либо через водоохлаждаемую полость во внутренний стакан.

В процессе испытаний модели фурмы без защитного покрытия установлено, что ее стойкость в потоке жидкого чугуна обеспечивается при скоростях охлаждающего агент.а в выходном сечении сопла и в наружных каналах фурмы соответственно 0,8 м/с и 0,5 м/с (см. табл. 2) .

Таблица2

Скорость движения

воды:

в выходном сечении сопла, м/с

в наружном кольцевом канале, м/с

Продолжительность погружения модели в жидкий чугун, мин

Удельный тепловой поток, мВт/м

Толщина образовавшегося гарнисажа, мм 0,5

Рез по-Вез по- Без поврежде-врежде- вреждеНИЙ НИИ НИИ

Применение предлагаемой фурмы позволяет снизить простои доменных печей на смену сгоревших фурм, уменьшить нарушения хода доменного процесса, увеличить производительность доменных печей и снизить себестоимость чугуна.

Формула изобретения

Дутьевая фурма доменной печи, содержащая корпус в виде внешнего и внутреннего стаканов, фланец, камеру расположенную внутри корпуса, трубы для подвода и охлаждающего агента, отличающаяся тем, что, с целью повышения стойкости фурмы, камера снабжена кольцевым соплом, закрепленным на ее передней

0,47

1,12

0,8 0,5 0,3 0,7

0,5

3,0

3,0 1,8 2,6

Без по- Прогар врежденнй

части и вставкой, установленной коаксиально внутри камеры, труба для подвода охлаждающего агента соединена с камерой тангенциально, при этом от50ношение ширины щели выходного сечения сопла к толщине кольцевых каналов между камерой и корпусом фурмы равно О, 5-2,0, а расстояние торца сопла от внутренней стенки рыльной части больше тол55цины кольцевых каналов между камерой и стаканами и меньые расстояния меж:ду внутренним и внешним стаканами в носовой части.

Источники информации, 60 принятые во внимание при экспертизе

SS