Дроссельное устройство фурменного прибора доменной печи Советский патент 1982 года по МПК C21B7/16 

Изобретение относится к конструкциям устройств для регулирования расхода горячего воздушного дутья, подаваемого в доменную печь, и может быть использовано для регулирования расхода других высокотемпературных сред. Известны устройства для регулирования расхода горячего дутья в фурменном приборе доменной печи. Одно из таких устройств содержит ко пус с каналом, внутри которого диаметрально установлен вал с надетым.на него мотылем. Один из концов вала выведен наружу и его подшипники вместе с уплотнениями помешены в съемный ста кан, который для быстрой замены сгорев шего мотыля крепится к корпусу устройства посредством клиньев. При вращении вала, вместе с ним поворачивается мотыль, что приводит к изменению расхода дутья в канале 1 Однако это устройство не обладает необходимой надежностью и не получило, поэтому, распространения на практике. Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому результату является дроссельное устройство, содержащее Т-образный корпус, образованный тремя патрубками, шибер, вставленный в прямол1шейные направляпощие в среднем из патрубков, и привод шибера, частично расположеншлй внутри этого же патрубка. Шибер в виде округленной пластины может двигаться по направляюшим, представляющим собой прямоугольный в свету канал, образованный стенками среднего патрубка. Шибер опирается, как npaeiyio, на два продольных выступа нижней стенки канала, роль которых заключается в уменьшении трения скольжения. Высота канала больше толщины шибера. Это сделано для того, чтобы можно было свободно извлечь из канала шибер, вышедший из строя в ре-, зультате, нпаример, изгиба при длительном пребьгаашш в выдвинутом положении. Таким образом, между шибером и верхней стенкой канала имеется зазор высотой 1О-15 мм. Зазор, разный высоте выступов нижней стенки канала, имеется я под шибером L2j . Шибер, выдвинутый в канал фурменного прибора, оказывает значительное сопротивление движению дутья. Коэффициент гидравлического сопротивления {фоссельного устройства описанной конотрухнии при вьшвйжещга шибера на 9О% (что соответствует уменьшению расхода в Два раза) имеет значение 15О. При SfOM для доменной печи среднего только потеря дангтеняя яа шибере соствЕЯяет около 40 кПа (6,4 ат). Перепад же статического давления между областями, ншосредствешю пркмшсакшшм к серединам зазоров над швбером.и под Егам, больше потери:То ч Вое значение этого .перепада неизвестно однако, принимая во вшшание соотношения между потеряш и пер е Еадом давпеиив на измеритеш ш 1х диафрагмах можно с достаточиой для практичесго х нужд точ ностьЮ очитат, что. интересующий нас перепад не менее 80 кПа ( ат). При этом дутье протекает через зазор 1ШД шибером в средний латручбок и далее через зазор под шибером из патрубка в квяал фурменного прибора, омывая нефутерованньге стенки среднего патрубка, а также распоаоженные внутри него части пркюода шибера, и нагревая шс до температуры 5ОО-6ОО С. В свою очередь, это поводит к быстрому оцходу устройства из строя в результате чрезмерного ока};инообразове1ния на поверхностях его деталей. Дяя устранения этого явления в средний патрубок подается холодное дутье. В известном устройстве холодный воздух .проходя через зазор над языком (шибером), омывает его, защишая от воздействия горячего дутья. При давлении холодного дутья, февьшшюшем давление потока горячего дутья, холодное Дутье вытекает в полость фурменного при15ора через зазоры как под втянутым шибком так и над ним. Однако это имеет место лишь тогда, когда, шибер полностью втянут. При вьвдвигании же шибера картина резко мшшется. У стенки канала фурменного прибора непосредственно перед препятствием, которым в данном случае является выдвинутый шибер, образуется зона повышет1ного статического давления. Это приводит к тому, что перепад давления между холодным дутьем и горячим дутьем вблизи зазора над шибером становится рав-; ным нулю или вообще отрицательным. того, перепад между зоной над шибером и полостью среднего патрубка, куда подается хонодное дутье, составляет примерно половину перепада на шибере. В этих условиях холодное дутье никак не может омьгаать шибер сверлу, на- щютив, несмотря на подачу холодк жго дутья, горячее дутье течет в средний шпрубрк через зазор над шибером. В GpeoKeu патрубке оно пер лешивается с холодным дутьем и температура смеси .сгансязйтся нгоке температуры горячегчэ вугья. Это устретсяет перегрев корпуса устройства и деталей привода шибера. Затем смесь выходит из патрубка через заз« нод шйбереям, подхватывается гоpa«Kt4 дуть.ем и уносится в , прак«ичвсяш не охлаждая сзшзу ш,1двдаутую чаеть . Застаниъ холодный врзрух «эт швать шибер кфэдшо, значительно его давПедЁке ощако в данном это не представляется возможвым, поскольку приведет к чрезмерному сжйажденню горячего дутпья. Таким образом па11 ительнь1Й эффект от подачи холодного дутья в средний natfiyeoK ограничивается только устранв ием чрезмерного перегрева и преждевременного выхода из строя корпуса устройства и находянгахсй шутри него деталей привода шибера. . -При этом основными недостатками всех известных устройств является низкая эконсядичность, обусловленная необходимостью постоянной подачи холодного дутья, что приводит к снижению тем°«Р« фурменного очага, а также затратами на изготовление и текушее обслуживание трубопровода, подводящего холодное дутье. Кроме того, такое устройство имеет низкие надежность и fpoK службы, обусловленные недостаточным охлаждением стенОк среднего патрубка и расположенных в нем деталей привода шибера. Цель изобретения - повышение надежности его работы и повышение качества регулирования расхода горячего дутья по фурмам печи. Цель достигается тем, что в дроссельном устройстве фурменного прибора доменной печи, содержащем корпус с каналом для движения установленного в нем с зазором шибера в верхней стенке корпуса выполнен паз, в который помещен ролик, лежащий на шибере. Поверхность шибера, на которой лежит ролик, наклонена по отношению к плоскости горизонта под углом 3-5, а направление уклона при этом совпадает с.направлением движения шибера на втягивание. Ролик, лежащий на шибере, закрывает большо|1 зазор (10-15 мм) между шибером и верхней стенкой канала, вследствие чего устраняется ток горячего дутья вокруг шибера с нерабочей его стороны, . со стороны привода. При этом ликвидируется причина перегрева деталей привода и корпуса устройства, а значит, отпадает необходимость подвода холодного дутья с помощью специального трубопровода. Последнее обстоятельство резко повышает экономичность устройства. Кроме того, когда горячее дутье не попадает в средний патрубок, воздух внутри него имеет температуру более низкую по сравнению с температурой сыеся горячего и холодного дутья в известном устройстве. Это уменьшает возможность окалинообразования, а сле довательно повышаются срок службы и надежность устройства. Придание поверэшости шибера наклона приводит к тому, что лежавши на ней ропик скаташается до упора в стенку паза, обращенную в сторону и устраняет возможность прохода горячего дутья через небольшой гарантированный зазор (менее 1 мм), с которым ролик посажен в паз. При этом направленне силы, с которой дутье давит на ролик, совпадает с направлением составляюшей силы тяжести ролика, прижимаИ) щей его .к стенке паза. Это улучшает условия перекрытия зазора над шибером На фиг. 1 изображено устройство, об щий вид, разре; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1} на фиг. 3 - рабочее яоложейие ролика (узел t на фиг. 1). Дроссельное устройство фурменного прибора доменной печи в конкретном варианте его вьшолнейия содержит (фиг. 1) частично футерованный изнутри Т-сЙразный корпус 1 с каналом 2 для I прохода дутья, а также с фланцем 3 и шаровой заточкой 4 для крепления на фурменном приборе. Корпус образован тремя патрубками. Средний патрубок 5, нефутерованный изнутри, закрыт крьпико 6 и имеет канал 7 для движения уста- новленного в п&л шибера 8. Шибер опир ется на продольные выступы 9 (фиг. 2) нижней стенки канала 7, служащие для уменьшения трения. Высота канала 7 больше толщины шибера для того, чтобы можно было легко извлечь шнбер, вышедший из строя в результате, нахфимер, изгиба при длительном пребьн ании в выдвинутом положении. При этом над шибером имеется зазор 1О, Вал 11 является звеном привода шибера. Конструкцию привода шибера в настоящем описании не раскрьюают, так как при этом могут йыть применены многие известные конструкции. На шибере лежит ролик 12, который входит в поперечный относительно направления движения шибера паз 13. Выполнение паза поперечным позволяет достигнуть пель изобретения при минимальной длине ролика. Ролик посажен в паз с небольшим гарантированным зазором (менее 1 мм). Глубина паза больше диамеа-ра ротшка,. Дшша ролика больше ширины канала 7, причем концы ролика входят в углубления 14 боковых стенок этого канала. Радиус ролика больше вьгсоты зазора между шибером и верхней сгеикой канала 7. Поверхность 15 ши- . бера, на которой лежит ролик, наклонена относительно плоскости горизонта под углом . Направление уклона совпадйет с направлением движения шибера на втягивание. Такой наклон поверхнооти 15 легко обеспечтпъ на практике либо придание(у1 участку шибера клиновидной формы, либо наклоном направляющих, по которым шибер движется (например, вместе со всем устройством). Устройство работает следующим образом. Движение вала 11 передается шиберу 8 и он перемешается по каналу 7. Изменение степени высота шибера в канал 2 влечет за собой изменения расхода дутья через устройство. Под действием силы , за счет наличия уклона, ролик 12 занимает положение, при котором он двумя своими образующими пргокимается одновременно к шиберу и к стенке паза, обращенной в сторону привода шибера. Тем самым ролик закрывает горячему дутью достз(П в полость 16 среднего патрубка. Это, в СБОЮ очередь, устраняет недопустимый перегрев нефутерованных стенок среднего патрубка к заключенных в нем деталей привода шибера, повышая срок службы и надежность устройства по сравнению с известным. При этом отпадает необходимрсугь подачи холодного дутья вовнутрь среднего патрубка, а следовательно, достигается цель,изобретения. так как непрерывная подача холодного дутья в устройство связана со значитель ными материальными затратами. Одной из составляющих силы, с которой ролик прижимается к стенке паза, является произведение перепада давления на ролике (на шибере), т.е. 80 кПа (0,8 ат), на площадь сечения зазора над шибером - 2О-ЗО см. Эта составляющая имеет значение 160-240 Н (16-24 кгс). Ролик посажен в паз с гарантированным зазором, поэтому он может свободно подниматься и опускаться, а также вращаться вокруг своей оси. В связи с этим, а также за счет круглой формы рк лика, он оказывает минимальное сопротивление движению шибера в обоих направлениях. Ролик не препятствует съему изогнутого шибера, поскольку легко полностью прячется в паз. Размеры углублений 14 легко сделать такими, чтобы после, съема шибера ролик незначитетсьно опускался под действием силы тяжести (например, на 1/10 своего диаметра). При этом новый .вдвигаемый цгабер приподнимает ролик, нажав не него своим кондом, и тот зани мает рабочее положение. Таким образом, предлагаемое устройство вьшолняет свое основное назначение, т.-е. изменяет расход горячего дутья через фурменный прибор доменной печи, а также обладает по сравнению с извест ными большей экономичностью, так как затраты на изготовление и установку ролика меньше расходов, cBH3aHHbLx с по 128 стоянной подачей в устройство холодного дутья. Кроме того, срок службы и надвзкностъ устройства выше. По расчетным данным оснащение предлагаемыми устройствами только одной доменной печи среднего объема дает годовой экономический эффект в 10,0 тыс. руб. Суммарный экономический эффект, ожидаемый от максимального использования изобретения, составляет 1, 5 млн. руб. Формула изобретения 1.Дроссельное устройство фурменного щжбора доменной печи, содержащее корпус -с каналом, в котором установлен шибер, отличающееся тем, что, с целью повьпиения надежности его работы и повышения качества регутгарования расхода горячего дутья по фурмам печи, в верхней стенке корпуса выполнен паз, в котором расположен ролик, лежащий на шибере. 2. Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что поверхность шибера на которой лежит ролик, образует угол 3-5 с горизонтальной плоскостью с уклоном в направлении движения шибера на втягивание. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 174200, кл. С 21 В 7/16, 1956. 2.Авторское свидетельство СССР № 175064, кл. С 21 В 7/16, 1958

«.J