Газораспределительное устройство шахтной печи

 

Изобретение касается прямого получения железа в шахтных печах и может использоваться для равномерного распределения газа в плотном движущемся потоке. Целью изобретения является улучшение равномерности газораспределения в печи. Сущность изобретения состоит в установке фурм верхних рядов, расположенных с высовом внутрь шахты на 0,1-0,3 радиуса печи под углом 31-45°, что позволяет в условиях существования спутного потока от нижерасположенных фурм и расстоянии между фурмами до 0,6 М получить равномерное по сечению шахты газораспределение. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) . (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3732095/22-02 (22) 28.04.84 (46) 07.11.86. Бюл. № 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники и Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова (72) Б. А. Боковиков, В. В. Червоткин, В. Ю. Поволоцкий, Я. М. Гордон, Ю. Г. Ярошенко, А. И. Гиммельфарб и М. Я. Левин (53) 669.183.421 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 382896, кл. F 27 В 1/16, 1973.

Теплотехнические расчеты металлургических печей. Под ред. А. С. Телегина.—

М.: Металлургия, 1982, с. 299. (5!) 4 F 27 В 1 16 С 2! В 13 00 (54) ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВО ШАХТНОЙ ПЕЧИ (57) Изобретение касается прямого получения железа в шахтных печах и может использоваться для равномерного распределения газа в плотном движущемся потоке.

Целью изобретения является улучшение равномерности газораспределения в печи. Сущность изобретения состоит в установке фурм верхних рядов, расположенных с высовом внутрь шахты на 0,1 — 0,3 радиуса печи под углом 31 — 45, что позволяет в условиях существования спутного потока от нижерасположенных фурм и расстоянии между фурмами до 0,6 м получить равномерное по сечению шахты газораспределение. 3 ил.

1268919

Изобретение относится к прямому получению железа в шахтных печах, но может быть использовано и в других областях техники, например, при подготовке сырьевых материалов к металлургическому переделу в слоевых печах, шихтоподогревателях и теплообменниках, где требуется создать равномерное распределение газа в плотном движущемся слое кускового материала.

Целью изобретения является улучшение равномерности газораспределения в печи.

На фиг. 1 изображена шахтная печь для металлизации диаметром до 8 м с фурменным газораспределительным устройством, коллектор которого расположен вне печи, общий вид; на фиг. 2 — вариант выполнения фурменного газораспределительного устройства с одним ярусом чередующихся длинных и коротких фурм и с коллектором, встроенным в кладку печи; на фиг. 3 — вариант выполнения газораспределительного устройства с двумя ярусами фурм, соединенных общим коллектором.

Шахтная печь 1 состоит из одной или нескольких зон, включая зоны восстановлеления 2 и зону охлаждения 3. При этом возможен поток газа из зоны 3 в зону 2.

Фурменное устройство расположено в нижней части зоны 2 восстановления. Оно

25 содержит газоподводящий патрубок 4, кольцевой коллектор 5 и вдвинутые в слой материала длинные 6 и короткие 7 фурмы.

Причем количество фурм одного уровня достигает величины л=6Я, где Я вЂ” радиус шахты в метрах.

Горячий восстановительный газ поступает через патрубок 4 (или через несколько таких патрубков) в коллектор 5 и распределяется через фурмы 6 и 7 в объеме слоя обрабатываемого материала и, подни35 маясь вверх, взаимодействует с материалом, после чего удаляется из печи.

Выбор параметров фурменного газораспределительного устройства должен осуществляться в зависимости от количества фурменного газа, крупности обрабатываемого кускового материала и порозиости слоя. Оптимальное количество фурм одного ряда

6R — 10R в плотном движущемся слое шахгной печи при подаче газа через фурмы с одинаковым высовом наблюдается существенная неравномерность газораспределения, имеющая минимальный уровень при высове фурм, равном 0,3 радиуса шахты.

Указанная неравномерность может быть уменьшена на 15 — ЗОО (как в радиальном, так и в угловом направлениях), если подавать газ через фурмы различной длины, ири этом расстояние между фурмами равно 0,6 — 1,0 м, что соответствует количеству, указанному выше. Установлено, что угол наклона фурм во многом определяется наличием спутного потока газа, например газа-восстановителя, подаваемого из зоны охлаждения в зону восстановления печи. При этом оптимальный угол накло»а фурм к горизонтали в отсутствии спутного потока близок к 45 (-43 ).

Истекающая из фурм струя газа создает за зоной разрыхления фронт уплотнения материала, который препятствует распространению газового потока к центру печи.

Смещение этого фронта вниз, что достигается наклоном фурм, создает более благоприятные условия для газораспределения.

Вместе с тем оптимум угла наклона фурмы должен находиться между 0 и 90, что соответствует как физике картины течения, так и среднеинтегральной линии тока (ее анализу).

Эксперименты, проведенные на холодной модели шахтной печи показали, что при подаче дутья в установку только через фурмы зоны восстановления (спутный поток из зоны охлаждения равен нулю) оптимальное значение угла наклона фурм равно -43 (фиг. 1).

При подаче спутного потока в центр установки распространение фурменного дутья в осевую часть не требуется, в связи с чем площадь поперечного сечения печи и толщина кольца (Rheum — t u, где r — радиус круга, в котором распространяется спутный поток), в котором нужно создать равномерное газораспределение фурменного дутья, уменьшаются и угол наклона фурм, естественно, тоже уменьшается. Эксперимен — û показывают (фиг. 1), что при центральном спутном потоке, составляющем 1/2 — 1/4 от количества газа-восстановителя, оптимальное значение угла наклона фурм приблизительно равно 19 .

Подача такого же количества газа в зону охлаждения, но через периферийные устройства ввода, приводит к тому, что развивающийся вдоль стен агрегата спутный поток оттесняет восстановительный газ к центру печи и„кроме того, сам занимает часть поперечного сечения. В связи с этим угол наклона фурм и в этом случае должен быть меньше угла наклона ири отсутствии спутного потока. Однако этот угол должен быть больше, чем угол наклона в случае центрального c11утиого потока, поскольку при равенстве средних скоростей движения в различных частях поперечного сечения толщина кольца, в котором развивается сиутный поток, меньше, чем в предыдущем случае (R печи — r„, где r„— радиус круга, в котором обеспечивается фурмениое газораспределение), а поэтому подвод дутья посредством наклонных фурм должен обеспечить равномерность газораспределения на радиусе r„oR печи — г .

Изобретение отличается от известных газораспределительных устройств в шахтных печах возможностью создания более равномерного распределения потока газа и лучшего использования его энергетического потенциала в печах большой единичной мощности, позволяет реш ить задачу создания крупномасштабного производства металли1268919 зованного продукта, имеющую большое народнохозяйственное значение.

Формула изобретения

Газораспределительное устройство шахтной печи, содержащее фурмы в количестве

6R — 10R, где R — радиус печи, установленные с высовом 0,1 — 0,3 радиуса печи, отличающееся тем, что, с целью улучшения равномерности газораспределения в печи, фурмы установлены наклонно под углом 31—

45 к горизонтальной плоскости в сторону разгрузки.

1268919

Редактор Г. Гербер

Заказ 6020 40 (ОС3 II II IITI« Ih, 3. (U H(. IhI .H

Темро д И. Бсрсс !(орре33тор М. (;3мборская Гнраж 561 1!одп ясное

ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПГ1П «Патент», г Ужгород, ул. Проектная, 4