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

1

Изобретение относится к черной меТсшлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано для подвода, дутья в доменную печь. .

Одной из основных причин простоев доменных печей является низкая стойкость воздушных фурм, обусловленная тем, что существующие конструкции охлаждения фурмы не обеспечивают сня тия тепловых нагрузок, возникающих пр поххадании жидкого металла на ее наружную поверхность.

Известно что охлаждение поверхности фурмы осуществляется, в основном, за счет отвода тепла конвекцией эффективность которой зависит от интенсивности процесса теплообмена, связанного с величинами коэффициента теплоотдачи и температурного напора на границе стенка-охладитель. В проддессе работы доменных печей в силу . различных технологическ 1Х причин про исходит попадание жидкого металла на наружную поверхность фурмы. Величина теплового потока в момент попадания жидкого металла резко возрастает, и .на этих участках поверхности возникает пленочный режим кипения охладителяг ведущий к быстрому ерег

реву стенки фурмы и последующему ее прогару.

В зависимости от количества попавшего на фурму жидкого металла, свойств материала, толщины стенки, свойств охладителя и величины коэффициента теплоотдачи изменяется время прогара стенки фурмы. Известно, что увеличе- ние скорости потока охладителя, ликвидация застойных зон в охлаждаемой полости способствуют увеличению стойкости фурмы.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма, содержащая корпус с фланцем и рылом, охлаждаемая полость которого снабжена подводящей трубкой с тангенциально направленным соплом, установленным в рыльной части, и отводящей трубкой l.

В процессе работы этой фурмы охладитель поступает в рьшьную часть охлаждаемой 1 олости через танген- . циально направленное соплО, создавая вихревое движение охладителя, которое способствует охлаждению поверхности фурмы.

Недостатком известной фурмы является низкйя эксплуатационная стойкость, связанная с образованием в рыльной части охлаждаемой полости застойных зон/ в пределах которых скорость движения охладителя зна чительно ниже, чем в зоне движения основного потока охладителя. Жидкость в застойных зонах практически не участвует в тепло- и массообмене с OCHOBIOJM потоком охладителя, поэтому даже малые количе ;ства жидкого металла, попавшие на фурму, приводят к прогару в этих Me TcLX. Причиной образования застойных зон является нарушение контура цир куляции вихревого движения охладите ля, связанное с удалением и попереч кым смещением сопла, установленного в рыльной части, относительно забор ного торца отводящей трубки, установленного в прифданцевой зоне охла даемой полости. Нарушение контура с ровождается продольным смещением ви ря в рыльной части, что отказывает т мозящее действие, на процесс вращения, снижает Однородность и скорост потока, а также равномерность омыва ния теплонапряженной поверхности, т.е. уменьшает интенсивность и равномерность теплосъема. Целью изобретения является повы« шение эксплуатационной стойкости фурмы путем интенсификгщии ее охлаждения за счет улучшения циркуляции охладителя в охлаждаемой полости. Это достигается тем, что отводящ трубка расположена коаксиально в по водящей трубке. На фиг.1 изображена фурма, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2. Фурма содержит корпус 1 конической формы с фланцем 2, рылом 3 и ох лаждаемой полостью 4, в которой раз мещены подводящая трубка 5 с тангенциально направленным соплом б и отводящая трубка 7, которая коаксиа но установлена в подводящей трубке 5. Исследованиями на модели установ лено, что заборный торец отводящейтрубки 7 целесообразно разместить м ду рылом 3 и тангенциально направле ным соплом 6. Работает устройство следующим образом. Охладитель, например вода, газожидкостная смесь и др., с давлением, превосходящим давление в полости 4, подается по подводящей трубке 5 и, истекая «з сопла 6 с высокой скоростью в охлаждаемую по,лость 4, создает турбулизированный вращающийся поток охладителя. Интенсивно вращающийся поток охладитег ля равномерно омдвает теплонапряженные участки поверхности фурмы,и отводится из охлаждаемой полости 4 через заборный торец отводящей трувки 7. Поскольку заборный торец отводящей трубки 7 расположен в рыльной части охлаждаемой полости 4, зона движения основного потока охладителя распространяется, главным образом, на рыльиук) часть фурмы, в резулвтате чего длина зоны уменьшает-ся, а среднемассовая скорость движения охладителя и интенсивность охлажд:ения поверхности увеличиваются. Коаксиальнгш уст ановка отводящей . трубки 7 в подводящей трубке 5 устраняет торможение вихревого потока в рыльной части фурмы, что приводит к повышение однородности и скорости потока в этой зоне. С целью дополнительного снижения эффекта торможения вихревого поч тока целесообразно отводящую трубку 7 в торцовой части уменьшить в направлении движения потока, например, путем сплющивания ее заборного тор-п ца. . Скорость и однородность вращающегося потока в рыльной части фурмы дополнительно увеличиваются при. выполнении тангенциально направлен ного сопла 6 в виде щели. Таким образом, в результате усовершенствования гидродинамики и увеличения скорости потока в рыльной части охлаждаемой полости фурмл повышается интенсивность и равномерность охлаждения в наиболее теплонапряженной области фурмы. Формула изобретения Дутьевая фурма доменной печи, содержащая корпус с фланцем и рылом, подводящую трубку с тангенциально направленным соплом, размещенным в Емльной части, и отводящую трубку, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости фурмы путем интенсификации ее охлаждения, отводящая трубка расположена коаксиально в подводящей трубке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Черные металлы, 1970, 10, .13-14, рис.5г.

flefifoef.

олдв9и/пеад Its Фиг. A В g