Дутьевая фурма доменной печи

 

СОКИ СОВЕТСНИХ

СЮМВЮ

РЕСЙУБЛИН (51)4 С 21 В 7/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ%9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3764234/22-02 (22) 02.07.84 (46) 23.01.86. Зюл. 9 3 (7 1) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический .институт им.Л.И.Брежнева (72) Н.М.Медведев, А.А.Гиммельфарб, В.М.Бондарь, В.П.Иващенко, В.К.Савченко и С.Н.Медведев (53) 669. 1-62.22(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 850667, кл. С 21 В 7/16, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 910769, кл. С 21 В 7/16, 1981. (54)(57) ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ

ПЕЧИ, содержащая водоохлаждаемый корпус и расположенную в нем газо„,ЯО„, 1206310 подводящую трубку с резонатором, отличающаяся тем, что, с целью увеличения;ресурса ее работы, повышения степени смешения и полноты сгорания газовоздушной смеси, фурма снабжена патрубком, установленным на выходном конце гаэоподводящей трубки, а резонатор размещен в патрубке и выполнен в виде стержня с глуходонным цилиндром, образующим с внутренней поверхностью патрубка кольцевой зазор, площадь сечения которого составляет 1,2-1,5 площади сечения трубки, при этом ось патрубка расположео на под углом 45-50 к продольной оси фурмы, а точка пересечения осейна расстоянии 0,8-0,9 диаметра рабочего канала фурмы от ее торца.

1206310

Изобретение относится к черной металлургии и служит для подачи дутья и газообразного топлива в горн доменной печи.

Цель изобретения — увеличение ресурса работы фурмы, повьппение степени смешения газовоздушной смеси и полноты сгорания ее в пределах фурменного очага.

На фиг. 1 изображена дутьевая фурма доменной печи, общий вид,в разрезе на фиг.2 — гаэоструйный излучатель, разрез.

Дутьевая фурма доменной печи содержит водоохлаждаемый корпус 1, гаэоподводящую трубку 2, трубку 3 для подвода охладителя, фланец 4, газоструйный излучатель 5, патрубок 6, герметически соединенный с корпусом, рыльную часть 7 фурмы, сопло 8 газоподводящей трубки, стержень 9 с глуходонным цилиндром 10.

Фурма работает следующим образом.

При подаче сжатого газообразного топлива в гаэоподводящую трубку 2, последняя направляет газ в глуходонный цилиндр 10, в котором возбуждаются периодические вихри, усиливающиеся резонатором и излучающиеся через кольцевой зазор и патрубок в рабочий канал фурмы. Волны сжатия чередуются с волнами расширения, проходят все пространство рабочего канала фурмы, что обеспечивает интенсивное смешение гаэовоздушной смеси рыпьной части фурмы. Такое расположение газоструйного излучателя позволяет перенести зону горения газообразного топлива в рыльную часть фурмы. Кроме этого, горение топлива в рыпьной части приводит к изменению кинетической энергии продуктов горения за счет роста скорос тей истечения газа из фурмы, что в свою очередь значительно влияет на работу горна доменной печи.

Опытным путем установлено, что высокая степень смешения реагирующих компонентов и уменьшение уноса тепла с охладителем достигается при взаимодействии пульсирующего газообразного топлива с воздушным дутьем в рыльной части фурмы. Для этого необходимо, чтобы продольная ось патрубка — газоструйного излучателя, была направлена в рабочий канал фуре мы под углом 45-50 к ее продольной оси, а точка их пересечения должна

Опытным путем установлено, что при площади сечения кольцевого зазора между внутренней поверхностью патрубка и глуходонным цилиндром-резонатором меньше площади сечения газоподводящей трубки увеличивается сопротивление в кольцевом зазоре, при зтам уменьшается скорость и частота пульсации газообразного топлива.

При величине площади сечения кольцевого зазора больше площади сечения газоподводящей трубки на величину вьппе 1,5 скорость газа в кольцевом зазоре также резко снижается, что уменьшает величину проникновения гаэообраэного топлива в поток горячего дутья и, следовательно, снижает степень смешения газовоэдушной

I смеси.

30 располагаться на расстоянии 0,8-0,9 диаметра рабочего канала фурмы от ее торца. Если точка пересечения осей находится от торца фурмы на расстоянии меньше 0,8 диаметра рабочего канала фурмы, то сопло патрубка перемещается ближе к торцу фурмы и при остановке печи и .взятии ее на тягу патрубок может заливаться шлаком или металлом, если же указанное расстояние превышает 0,9 диаметра рабочего канала, резко. возрастают тепловые потери с охлаждающей водой, так как газообразное топливо в присутствии окислителя сгорает в рабочем канале фурмы. При угле наклона газоструйного излучателя к продольной оси рабочего канала фуро мы меньше 45 происходит резкое удлинение потока пульсирующего газообразного топлива. По мере удаления потока газа от сопла излучателя амплитуда колебаний потока затухает, в результате чего степень смешения газовоздушной смеси снижается. При угле наклона больше 50 процесс горения смеси проходит в рыльной части фурмы и в пределах фурменного очага.

Результаты испытаний предлагаемой и известной фурм представлены в таблице, где в зависимости .от частоты пульсации показана степень сгорания газообразного топлива (природного газа) в рыльной части фурмы и в фурменном очаге. Степень сгорания топлива оценивается по степени окисления углерода газообразного топлива.

Ю пп

Частота пульсаций, Гц

Степень сгорания топлива 7 в фурме известной предлагаемой

1 6,5 ° 10

46

2 1,2 10 41

3 4,2 ° 10 38

Составитель Ю, Серов

Редактор Н.Яцола Техред З,Палий . Корректор С.Шекмар

Заказ 8652/26 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Из приведенных в таблице данных видно, что максимальная степень смеарния достигается при частоте пуль1206310 4 ,.ации 1,2 *10 Гц. При дальнейшем увеличении частоты пульсации степень смешения снижается, что связано с увеличением интенсивности поглощения звуковых колебаний в газах при повы-. шении ультразвуковых частот.

Проведенные испытания показывают, что подача пульсирующего газообразного топлива в рабочий канал фурмы обеспечивает максимальную степень смешения его с дутьем, что позволяет снять ограничения на рост расхода газообразного топлива через фурму.

Кроме того, увеличение количества вдуваемого топлива ведет к снижению температуры в зоне горения, что дает дополнительную возможность форсировки печи без нарушения ровности хода.

Все это позволяет экономить кокс в количестве 5-8 кг/т чугуна.