Дутьевая фурма доменной печи Советский патент 1982 года по МПК C21B7/16 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подаче дутья в доменные печи. Известна фурма доменной печи, со- стоящая из камер водяного и испарительного охлаждения, разделенные фигурной перегородкой, в которой установлены сопла, расположенные под углом до 9О° к наружной стенке 1 . Недостаток этой конструкции фурмы состоит в том, что в ней охлаждающая среда распределяется равномерно по всей поверхности фурмы, в то время, как нагрев ее происходит неравномерно. Наиболее теплонапряженными зонами фурмы являются носовая часть и, в особенности верхний и нижний секторы. Поэтому эта конструкция фурмы не обеспечивает соответствующую энергозатратам стойкость Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма, состоя щая из двух образующих кольцевую полость концентричных коническо-цилиндри- ческих стаканов, перекрытых с торцов рыльной частью и фланцем и расположенной в этой полости кольцевой камеры с соплами для подвода хладоагента. Внутри фурма снабжена в торце системой отверстий, через которые вода попадает в зазор между образующими фурмами и отводится через фланец фурмы . Недостаток этой фурмы заключается в том, что система отверстий для подачи воды на охлаждаемую поверхность не обеспечивает достижение максимального э( фекта, который может дать струйное охлаждение. При такой конструкции струйный эффект ослабляется благодаря действию (сносу) пристенного -отходящего потока, ., чем и объясняется недостаточная стойкость таких фурм. Цель изобретения - повышение стойкости фурм путем интенсификации охлаждения наиболее теплонапряженных участков. Поставленная цель достигается тем, что в известной фурме, содержащей обра1зуюшие кольцевую полость концентричные коническо-цилиндрические стаканы, перекрытые с торцов рыльцем и фланцем и расположенную в этой области полости кольцевую камеру с соплами для подвода Хладоагента, сопла выполнены в виде выступающих насадков с шагом 5-10 диаметров, срезы которых расположены на расстоянии 2-3 диаметров сопел от охлаждаемой поверхности. Сопла размещены в верхнем и нижнем секторах носовой части фурмы, ограничен ных перпендикулярными диаметрами. Выполнение сопел в виде выступато щих насадков позволяет полнее использовать преимущества струйного охлаждения перед другими схемами, так как при этом струя воды после удара об стенку за |Счет влияния соседних струй поворачивается на 180 и отводится через межсопловое пространство. Таким образом к охлаждаемой поверхности постоянно поступает свежая порция воды с большой скоростью. Выбор шага сопел имеет тшсже большое значение в обеспечении максимального коэффициента теплоотдачи. Оптимальные значения шага достигаются при 5 - 1О калибрах (диаметрах) сопел, так как зона эффективного действия одиночной струи ограничена и она снижается от центра к периферии. Следовательно, просто указав наличие системы сопел еще невозможно сказать, что это приведет к значительному повышению стойкости охлаждающей поверхности против прогара. При нерациональном расположении сопел может быть достигну даже обратный эффект, - особенно в тех условиях, в которых находится дутьевая фурма доменной печи, т, е. при наличии возможности локального перегрева, в случае попадания на фурму струй металла. На охлаждение фурмы подается ограниченное количество воды, следовательно, для наиболее экономичного использования энергозатрат необходимо распределить подачу охлаждающей воды с учетом зон мак симальной теплонапряженности. Исследование прогоревших фурм показьшает, что таковыми зонами являются носовая часть фурмы, в особенности, ее верхний и нижний секторы. Таким образом, интенсификация охлаждения именно этих зон позволит повысить противопрогарную стойкость фурм. При расположении сЬпел на расстоя нии 2-3 диаметров от поверхности умень шйется эффект затопления струй, что в свою очередь также положительно сказывается на повышении коэффициента теплоотдачи, а в делом - стойкости фурм. На фиг. 1 показана фурма, осевой разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фкг, 1, . Фурма состоит из концентрично расположенных внутреннего 1 и наружного 2 стаканов, соединенных с торцов рьтьцем 3и фланцем. 4. Внутренний стакан 1. охвачен кольцевой камерой 5 с выступаюцщми в виде насадков соплами 6, расположенными с шагом 5 - 10 диаметров сопел 6 и направленными к охлаждаемой поверхности носовой части фурмы, при этом сопла 6 расположены рт нее на расстоянии 2/3 диаметров сопел 6, Сопла 6 размещены в верхнем и нижнем секторах, ограниченных перпендикулярными диаметрами носовой части кольцевой камеры 5, В канал внутреннего стакана 1, через фланец 4 входит патрубок 7 для подвода газа. Кольцевая камера 5 разделена распределительной диафрагмой 8 на две полости, к первой из которых подсоединен патрубок 9, проходящий через фланец 4, для подвода охлаждающей воды, К фланцу 4подсоединен патрубок 10 для отвода охлаждающей воды. Работа фурмы заключается в подачедутья в доменную печь по каналу внутреннего стакана 1, В этот же канал сбоку по патрубку 7 вводится газ, В процессе работы доменной печи носовая часть фурмы подвержена интенсивному нагреву, особенно при попадании на нее расплавленного чугуна. Для предотвращения ее прогара в полость, образованную внутренним 1 и наружным 2 стаканами, фланцем 4 и рыльцем 3 по патрубку 9 через распределительную полость,образованную диафрагмой 8,в кольцевую камеру 5 вводится вода под давлением, которая,проходя по кольцевой камере 5 охлаждает внутренний стакан 1 и, затем через сопла.6 с большой скоростью в виде струй подается на Наиболее теплонапряженные зоны поверхности рыльца 3 и наружного стакана 2 в верхнем и нижнем секторах, ограниченных перпендикулярными диаметрами. Остальные зоны поверхности фурмы охлаждаются отходящим потоком воды, которая затем отводится по патрубку 1О, Преимущества предлагаемой конструкции фурмы в конструкции сопел, порядка их размещения. Благодаря этому повьшается эффективность струйного охлаждения наиболее теплонапряженных зон фурмы. Диафрагма в кольцевой камере улучшает охлаждение внутреннего стакана, В целом повышается противопрогарная стойкость 4урм.