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

... . . 1

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

Одной из основных причин простоев Доменных печей и нарушения их ровности хода является их низкая стойкость воздушных фурм. Определякшим условием в стойкости дутьевых фурм является наличие гарниссажа, покрьгааюшего всю наруж- д ную поверхность корпуса. Образование и сохранение гарниссажа зависит от технологических условий работы доменной печи а также от интенсивности охлаждения поверхности фурмы.15

Известна конструкция Дутьевой фурмы ,состоящая из корпуса, во фланце кбторого расположёна труба для отвода охладителя и трубы, подводящей охладитель к рыльной ее части l .20

Однако такая конструкция не удовлерворяет изложенным требованиям.

Известны также конструкции фурм, у которых охлаждаемая полость снабжена

различными вставками, позволякшимв по . высить скорость охлаждакшей жвдкосга, в том числе с тангенЕшальиым под- водом охладителя С23 .

Однако несовершенство циркуляпионного контура охладителя в nonocTii фурмы также приводит к образованию aaif с низкой интенсивностью и неравномд - ностью охлаждения, в пределах которых даже при низких тепловых рабочих ках образуются паровоздушные подушки, способствующие прогару (|огрм.

Наиболее близким к изобретенто по технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма, содержащая водохлаждаемый полый кор пус с фпанцем и рыльной частью, размещенную в полости газоподводящую трубку с выходом в дутьевой канал фурмы, кольцевую перегородку в рыльной части с отверстиями для ввода и вывода охладителя, разделенными между собой поперечной перегородкой, подводящую и oi водящую охладитель трубки, тангенциаль ное сопло для охладителя 3 . Целью изобретения является повышен стЬйкости дутьевой фурмы доменноА печи. Поставленная цель достигается тем, что в фурме, содержащей водоохлаждаем полый корпус с фланцем и рыльной част размещенную в полости газоотводящую трубку с выходом в дутьевой канал фурмы, кольцевую перегородку в рыльной части с отверстиями для ввода и вьгоода охладителя, разделенными между собой поперечной перегородкой, подводящую и отводящую охладитель трубки, тангенциальное сопло для охлаждения, последнее выполнено с щелевым отверстием длиной 3-5 его ширины, расположенное в полости корпуса на расстоянии от кол цевой перегородки в 1-3 калибра сопла до продольной оси выходной щели торца сопла, причем расстояние между подводящей трубкой и соплом в кольцевой перегородке равно толщине поперечной перегородки, а заборный конец отводящей охладитель от полости трубки установле от кольцевой перегородки на расстоянии 3-4 диаметра трубки. На фиг.. 1 и 2 изображена фурма, прддояьный разрез; на фиг. 3 - разрез на фиг, 2. содержит корпус 1 с фланцем 2 и рыльной частью 3, .размещенную в охлаждаемой фурме газ оп од водящую труб ку 4, кольцевую перегородку 5 с отверстием для ввода охладителя 6 и Огверстием для отвода охладителя 7,разделенными между собой поперечной пере городкой 8. Кольцевая перегородка 5 делит охлаждаемую полость на две по, лости: торроидальную 9 и основную 10. К отверстию для ввода охладителя 6 примыкает подводящая охладитель трубки 11, а на отверстии для отвода охладителя 7 установлено сопло 12, расположенное тангенциально к внутренней поверхности наружной стенки корпуса 1. На фланце 2 закреплена отводящая охладитель трубка 13, причем ее заборный торец установлен на расстоянии от кольцевой перегородки 5, равном 3-4 ее диаметров. Фурма работает следующим образом. Охладитель подается по подводящей трубке 11 в торроидальную полость 9, единым потоком омывает ее и через от верстие для отвода охладителя 7 и сопло 12 тангенциально к внутренней поверхности наружной стенки корпуса 1 истекает в основную полость 1О, интен-| сивно омьгеая при этом внутреннюю поверхность наружной стенки корпуса 1. Из полости 10 охладитель отводится посредством отводящей трубки 13. С целью создания турбулизированного поперечного потока охладителя, вращающегося в полости 10, на кольцевой перегородке 5 со стороны мтой полости ус- тановлено щелевое сопло 12. Оно может выполняться прямым или другой формы и направлено как от подводящей охладитель трубки 11, так и к ней, В случае, если сопло направлено к подводящей охладитель трубке 11, то трубка 11 должна настолько- прижиматься, к внутренней стенке корпуса 1, чтобы не перекрывала выходного сечения сопла 12. Выполнение сопла 12 щелевым при длине щели равной 3-5 величины ее щирины, размещенной по направлению продольной оси фурмы, позволяет обеспечить оптимальную закрутку потока охладителя с высокой скоростью циркуляции в полости 1О. При уменьшении ширины шели так, что отношение длины к ширине является больше 5, значительно возрастают потери напора охладителя, а также повьпиается опасность забивания сопла твердыми частицами из-за недостаточной очистки охладителя. При увеличении ширины шели так, что отношение длины к ширине .является меньше 3, уменьшается масса охладителя, истекаюшая из сопла тангенциально, что приводит к потере скорости циркуляции охладителя в. основной полости 10. . Площадь выходного сечения сопла 12 следует выполнять не больше площади самого узкого проходного сечения на трассе подвода охладителя в основную полость 1C. С целью концентрации основного потока охладителя в зоне, примыкающей к торроидальной полости 9, сопло 12 расположено таким образом, чтобы продольная ось выходной щели устанавливалась на расстоянии от кольцевой перегородки 5., равном 1-3 калибра. При установке сопла 12 на расстоянии более 3 калибров, между соплом 12 и кольцевой перегородкой 5 появляется участок со слабоинтенсивным движением охладителя, причем размеры этого участка растут с увеличением указанного расстояния. С целью обеспечения интенсивного охлаждения рыльной части 3 фурмы в кольцевой перегоро&ке 5 отверстие для отвода охладителя 7 вьшолняется так, что кратчайшее расстояние между образующими отверстий раВ|НО толщине поперечной перегородки 8, т.е. поперечная перегородка 8 является касательной к образующим отверстий 6 и 7. При невыполнении этого условия в торроидальной полости 9 от поперечной перегородки 8 до отверстия для ввода охладителя 6 и от поперечной перегородки 8 до отверстия для отвода охладителя 7 образуются глухие полости. , С целью повыщения скорости движени охладителя за счет концентрации потока в зоне полости 1О, примьпсающей к коль цевой полости 9 и увеличения степени однородности потока, заборный торец от водящей охладитель трубки 13 устанавливается на расстоянии от кольцевой пе регородки 5, равном 3-4 ее диаметров. При установке заборного торца отводящий охладитель трубки 13 на расстоя НИИ от кольцевой перегородки 5, меньше 3ее диаметров,- сужается область высо , коинтенсивного движения охладителя в околорыльной части фурмы, При установке заборного торца отводящий охладитель трубки 13 на расстоянии от кольцевой перегородки 5, больше 4ее диаметров, уменьшается скорость движения за счет неравномерного распределения потока охладителя в полости 10, кроме того газоподводящая трубка . 4 оказывает дополнительное гидравли-г ческое сопротивление. Заборный торец может быть выполнен круглого поперечного сечения непосредственно на срезе отводящей трубки 13. Однако целесообразней профиль заборного торца выполнить щелевым с суммарной площадью сечения на 3-5% больще площади выходного сечения сопла 12 и размещением длины щели вдоль продольной оси отводящей трубки, при этом срез трубки 13 необходимо заглу-т шить.В этом случае линии тока контура циркуляции в зоне расположения огводящей трубки минимально искривлены, вследствие чего дополнительно повышает ся однородность потока охладителя. Таким образом, предлагаемая конструкция дутьевой фурмы, снабженн&я усовершенствованной системой охлажденияс форсировкой охлаждения в рыпьвой части, обеспечивает равномерный и интенсивный перемещающийся поток охла- дителя в полости между перегородкой и флатцем с одной подводящей и одной отводяощей трубками. Реализация изоб-v ретения позволяет повысить эксплуатационную стойкость фурм примерно в 2 раза. Экономический эффект от внедрения на доменной печи- объемом 5ООО м составляет порядка 168 тыс, руб,/год, С увеличением стойкости фурм повы- шается производительность доменньк печей за счет сокращения их простоев и уменьшаются расходы на изготовление фурм. Формула изобретения Дутьевая фурма доменной печи, содержащая водоохлаждаемый полый корпус с, фланцем и рыльной частью, размещенную в полости газоподводящую трубчу с ВЫХОДОМ в дутьевой канал фурмы, кольцевую перегородку в рыльной части с отверстиями для ввода и отвода охладителя, разделенными между собой поперечной перегородкой, подводящую и отводящую охладитель трубки, тангендиапь ° ™ о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целые повышения стойкости фурмы, тангенциальное сопло выполнено с щелевым отверстием, имеющим длину 3-5 его ширины и расположенным в полости корпуса, на расстояний от кольцевой перегородки в 1 калибра сопла до продольной оси выходной щели торца сопла, причем расстояние между подводящей трубкой и соплом в кольцевой перегородке равно толщине поперечной перегородки, а заборный конец отводящей о.хладитель из полости трубки установлен от кольцевой перегородки на расстоянии 3-4 диаметра трубки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Щербаков В, П, Доменное произ водство. М ,, Металлургия, 1964, с, 134-135. 2. Черные металлы, 1970, № 1О с, 13-14. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2845147/О2, кл. С 21 В 7/16, 1979. Ofneod Л

ifzJ 2. 7