Дутьевая фурма доменной печи Советский патент 1983 года по МПК C21B7/16 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к подаче дутья в доменные печи.

Известна фурма для подачи дутья в доменную печь, включакнцая кольцевую врдоохлаждаёмую секцию и рыльную часть фурим, причем кольцевая полость в рыдьной части отделена от кольцевой полой секции перегородкой. Подвод воды осуществляется в рьшьную часть фурмы, а отвод через отверст ие в перегородке и тыльную часть фурмы 1.

Недостатками известной фурма являются неупорядоченность и низкие значения скоростей воды у охлаждаемой поверхности, чем обусловлена низкая п отивопрогарная стойкость.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является фурма, представляющая собой цилиндрический канал воздушйого дутья, вокруг которого расположена камера водяного охлаждения, . выполнённйя из двух концентричных стаканов, перекрытых с торцов рьшьцем и фланцем, причем вокруг внутреннего стакана расположен кольцевой канал с тангенциальными соплами для аоявода охлаждающей:-воды. Вода в фурме с большой скоростью вращается по кольцевому каналу фур1иы 2 .

Однако при струйном омывании фурмы потоком расплавленного чугуна с температурой выше 1350°С она не гарантирована, от прогара.

Целью изобретения является повышение противопрогарной, стойкости.

10

Цель достигается тем, что в известной фурме, содержащей цилиндрический канал воздушного дутья, вокруг которого расположена камера водяного охлаждения, выполненна1Ч из двух

15 концентричных стаканов, перекрытых с торцов рыльцем и фланцем, и расположенный вокруг внутреннего стакана кольцевой канал с тангенциальньми соплами для подвода охлаждающей воды,

20 камера водяного охлаждения снабжена кольцевым выступом, расположенным на внутренней поверхности внешнего стакана и разделякааим камеру охлаждения на хвостовую и рыльную полости, 25 сообщающиеся между собой кольцевой щелью, выполненной в выступе, причем рыльвая полость частично заполнена металлическими шариками, диаметр которых превышает размер кольцевой ще30ли выступа. Известно, что рыльная часть фурм испытывает наибольшие тепловые нагрузки. При попадании расплавленного металла на рыльную часть может произойти местное вскипание охлажда ющей воды и резкое повышение темпер туры стенки фурмы до температурка пла ления. Одним из эффективных способо устранения такихявлений является м ханическое сбивание пузырьков пара с поверхности. Вращающиеся в рыльно части шарики исключают возмож ность развития пузырьков пара на ох лаждаемой поверхности. Кроме того, шарики нарушают и тур булизируют ламинарный пограничный слой охлаждающей жидкости на поверхности фурмы и тем самым интенсифицируют процесс теплообмена. Кольцевой выступ на внутренней поверхности внешнего стакана позволя ет исключить вынос шариков из рыльной части, а сами шарики, вращаясь вместе с ней по кольцу, увлекаясь водой,.выходящей из сопел, обкатыва ются по наиболее теплонапряженной стенке рыльца. За счет механического воздействия шариков на охлаждаемую стенку исключается возможность образования на ней накипи, а следовательно, снижения коэффициента теплопередачи со временем. На фиг, 1 представлена фурма, продольный разрез на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1. Дутьевая фурма доменной печи J -держит цилиндрический канал 1 воз- : душного дутья, вокруг которого расположена камера водяного охлаждения, выполненная из двух концентричных стаканов 2 и 3, перекрытых с торцов рыльцем 4 и фланцем 5. Вокруг внутреннего стакана 2 расположен кольцевой канал 6 с тангенциальными соплами 7 для подвода охлаждающей воды. Камера водяного охлаждения разделена кольцевым выступом 8 на внутренней поверхности внешнего стакана 3 на хвостовую 9 и рыльную 10 полости, сообщающиеся между собой кольцевой щелью 11. Рыльная полость 10 частич но заполнена металлическими шарикаКш 12,диаметр которых превышает размер кольцевой щели 11.Кольцевой канал б со стороны фланца 5 соединен с патрубком 13 подвода охлаждающей воды. К фланцу 5 подсоединен патрубок 14 отвода охлаждающей воды, сооб щающийся с хвостовой полостью 9. Канал .1 воздушного дутья соединен с патрубком 15 для подвода газа. В кольцевом канале 6 после патрубка 13 подвода охлаждающей воды может быть установлено распределительное кольцо 16 с зазором со стороны внутреннего стакана 2. работа фурмы заключается в подаче воздушного дутья в доменную печь по цилиндрическому каналу 1. В этот же канал сбоку по патрубку 15 вводится газ. При этом фурма, особенно ее рыльная часть, подвергается интенсивному нагреву. Для предотвращения ее прогара по патрубку 13 подводится охлаждающая вода в кольцевой канал 6. Благодаря распределительному кольцу 26 вода равномерно омывает и охлаждает внутренний стакан 2. Из кольцевого канала б через тангенциальные сопла 7 вода с большой скороо-тью подается в рыльную полость 10, где она закручивается и приводит во вращение шарики 12, которые.турбулизируют пограничный слой и тем самым повышают теплоотвод от рыльца 4, Шарики 12 удерживаются от выноса кольцевым выступом 8. Выпадение шариков в отсутствии вращения исключается благодаря их диаметру, превьлшающему размер кольцевой щели. Выходящая из рыльной полости 10 через щель 11 вода продолжает вращаться в хвостовой полости 9, охлаждает стакан 3 и фланец 5 и отводится из фурмы через патрубок 14 Преимущества предлагаемой конструкции фурмы заключатся в том, что за счет эффекта турбулизации пограничного слоя потока, где, как правило, скорости ниже, чем в середине потек а обеспечивается интенсификация отвода тепла. Кроме того, обеспечивается механическое разрушение образу,ющихся на поверхности пузырьков пара и накипи. Эти преимущества в целсм способствуют повышению противопрогарной стойкости фурмы, Средняя потеря производительности доменных печей по причине прогара и замены фурм составляет 0,6%, Устранение прогаров фурм позволяет выплавить дополнительно 0,6 млн.т. чугуна в год, следовательно,.экономический эффект составляет более 3 млн. руб, в год. Формула изобретения Дутьевая фурма доменной печи/ со:держащая цилиндрический канал воздушного дутья, вокруг которого расположена камера водяного охлаяОДения, выполненная из двух концентричных стаканов, перекрытых с торцов рыльцем и фланцем, и расположенный вокруг внутреннего стакана кольцевой канал с тангенциальньми соплами для подвода охлаждающей воды, отличающая сг.я тем, что, с целью повышения противопрогарной стойкости за счет улучшения теплообмена, камера водяного охлаждения снабжена . , {сольцевьм выступом, расположенным на

внутренней поверхности внешнего стакана и разделяющим камеру охлаждения на хвостовую и рыльную полости, сообщающиеся между собой кольцевой щелью, выполненной-В выступе, причем рыльная полость частично заполнена металлическими шарикаг ш, диаметр которых превышает размер.кольцевой щели выступа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Великобритании 1407078, кл. С 7D, опублик. 1978.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2556334, кл. С 21 В 7/16, 1977.