Фурма доменной печи Советский патент 1981 года по МПК C21B7/16 

(54) ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

I

Изобретение относится к металлургии, а более конкретно - к оборудованию преимущественно доменных или других плавильных печей.

Известна фурма для подачи дутья в доменные печи, выполненные из двух концентричных коническо-шшиндрических стенок, перекрытых с торцов кольцевыми стенками, причем образованная этими стенками внутренняя полость свободна или разделена кольцевыми коаксиальными перегородками на несколько каналов с отдельными (или общими) подводами и отводами охлаждающей воды f t j .

Недостатком этой конструкции фурмы является низкая противопрогарная стойкость из-за малых скоростей охлаждающей воды, а при наличии большого количества встраиваемых в полость элементов для организации упорядоченного и ускоренного движения охлаждающей воды - связанная с этим трудность изготовления и обеспечения достаточной точности монтажа элементов в самой теплонапряженной части фурмы.

Нзвестна также конструкция фурмы на двух трубчатых частей, вставляемых одна в другую. Внутренняя пов хность наружи трубчатой части или наружная поверхностг. внутренней части этой фурмы могут быть вьгаолнены с ребреаля, которые при сборки фурмы образуют каналы, повыщакхдие эффективность охлаждения путал создания организованного потока воды внутри фурмы .

Недостатками 5шляются: высокое гийрашгаческое сопротивление потоку охлаждающей воды вследствие значительной np«j тяженности и сложной конфигурации каналов в полости фурмы с больщим количеством местных сопротивлений (от пяти до девяти поворотов на два на 9О°), несимметричность охлаждения тела фурмы иэ-за наличия прилива в стенке для воды грубы природного газа. Цель изобретения - повышение прогивопригарной стойкости я упрощение изготовления фурмы. Цель достигается тем, что, в фурме, выполненной из двух трубчатых частей, перекрытых с торцов лобовой и тьшьной ,кольцевыми стенками и оборудованной системами подвода газа,, подвода и отвода охлаждающей воды, система циркуляции воды ..внутри фурмы выполнена в виде дву отдельных винтообразных каналов: один для подвода воды в носовую полость лобового элетлейта фурмы, другой для отводаее из фурмы, образуемых при сборке внут ренней трубчатой части с наружной трубч той частью, на внутренней поверхности которой нарезаны (отлиты) две винтообразные канавки, причем сечение подводя- шей воды канала в носовую полость лобового элемента частично перекрыто на 4О-5О% направляющей пластиной, а шаги (ширина .винтообразных канавок) выбираются из условий обеспечения угла накло на по отношешпо к внутренней стенке лобового элемента 6-1О . Предлагаемое конструктивное решение системы циркуляции воды внутри фурмы обеспечивает создание симметричных условий интенсивного охлаждения боковых пов хностей фурмы за счет повышенной скорости воды (6-12 м/с) в каналах при умеренном ее расходе (2О-ЗО м /ч). . В наиболее теплонапряженном лобовом элементе фурмы, чаше подвергаемом про гару, созданы условия вихревого движени воды за счет тангенциального ввода и ув личения скорости воды на входе в носов полость путем перекрытия части сечения входного канала на 4О-5О% направляющей пластиной. УГОЛ наклона входного канала к любой стенке в 6-1О° выбран из условия обеспечения минимального сокращения скорост движения воды в носовой полости, исходя из чего определяются шаг и ширина кана вок на внутренней поверхности внешней трубчатой части фурмы. Наличие ребер на внутренней поверхности внешней трубчатой части фурмы поэ воляет улучшить интенсивность охлаждени ее за счет увеличения отношения охлажда мой (внутренней)- поверхности и тепловос принимающей (внешней) до единвды и выше, против 0,85-0,9 в обычных однополостных фурмах. Предлагаемая конструкция позволяет реализовать все известные рекомендации по увеличению стойкости воздушных фурм а именно - защиту внешней поверхности жароупорными и износостойкими материалами, увеличение толщины лобового элемента , выполнение его в скошенном варианте, любой угол наклона фурмы к горизонту и др. На фиг. I изображена фурма, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. I. Фурма выполнена из двух трубчатых частей I и 2, вставляемых одна в другую плотной посадкой без зазоров. На фнутренней пов хности наружной трубчатой части I нарезаны (или отлиты) две винтообразные канавки, образукицие при сборке с внутренней трубчатой частью 2 два самостоятельных канала 3 и 4, по одному из которых вода подводится к носовой полости фурмы, по другому -отводится от нее. Лобовая часть фурмы перекрыта кольцевыми элементами 5 с носовой полостью 6. Для обеспечения интенсивного охлаждения лобовой части фурмы скорость входа воды из подввййщёго канала 3 увеличена за счет перекрытия его сечения на 40-5О% направляющей пластиной 7, вход в обратный канал из полости 6 также частично перекрыт пластиной 8, Полученная конструкция образует основную наиболее теплонапряженную-часть фурмы симметрично и интенсивно охлаждаемую водой. Соединение ее с установочным фланцем 9 осуществляется сваркой внутренней трубчатой части 2 и переходного кожуха 10, приваренного предварительно в внешней трубчатой части I. Офазованная таким образом полость в тыльной части фурмы разделена поперечно-кольцевой перегородкой II и двумя разделительными стенками 12 на три камеры: для подачи газа 13, отвода воды 14 и подвода воды tS, Подвод газа в камору 13 осуществляется трубкой 16, а выдается в поток дутья через отверстия 17. Подвод воды к и отвод охланщающей воды из нее осуществляется трубками 18 и 19. Работа фурмы заключается в подаче дутья в доменную (или др5Тую плавильную) печь по циливдрическому каналу 2О, в которую через отверстия 17 в установочном фланце 2 подается прщюдный газ или другой вид топливных добавок. Вода для охлаждения фурмы поступает од давлении по трубке 18 в камеру 15, роходит по винтообразному каналу 3 и, ерез уменьшенное направляющей пластиной 7 выходное сечение его, тангенциаль584Ot

но с большой скоростью поступает в посовую полость, создавая в ней вихревой поток, способствующий интенсивному отводу тепла от наиболее теплонапряженного участка фурмы. Отвод воды осуществля- 5 ется через отверстие, частично перекрытое пластиной 8, по второму винтоо аз«ому каналу 4, в камеру 14, в из нее через отводящую трубку 19 в систгему оборотной воды доменной печи.

Преимущество предлагаемой конструкшш заключается в следующем: а) за счет упорядоченного прохождения воды по винтообразным каналам с большой скоростью i6-l2 м/с) обеспечивается интенсивное охлаждение фурмы пря относительно умеренном давлении (612 атм);

6 тангенпиальный ввод воды в носовую полость со скоростью в 1,6-2 раза ° превышающей скорость воды в каналах, озволяет обеспечить устойчивый закрученный поток воды в носовой полости и интенсифицировать охлаждение наиболее тепяонапряженного лобового элемента фурмы;

76

в; простота механического изготовления отдельных частей фурмы и сборки их с применениол сварочных аппаратов.

Формула и а о бретения Фурма доменной печи, содержащая лобовую часть с кольцевым каналом, средвюю конусную часть со спиральными каналами, пластинки, фланец и трубы для подвода и отвода хладагента, отличающаяся тем, что, с целью повышения противопригарной стойкости и упрощения изготовления, кольцевой канал соединен со специальными каналами, спирали которого размещены между, спиралями канала отвода хладагента и имеют одинаковые радиусы кривизны, а канал подвода i зсладаген1га размещен под углом 6-1 О к кбльцевому каналу и в месте их соединения имеют сужение за счет наклонной пластинки на 4О-5О%,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

t. Авторское свидетельство СССР N9 53ОО56, кл. С 21 В 7/16, 1973.

2. Патент США № 36О1384, кл. 266-41, 1969. Ш