Воздушная фурма доменной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавке чугунов в доменных печах с вдуванием в воздушные фурмы дополнительного топлива. Воздушная фурма состоит из соединенных между собой герметично стального фланца, наружного и внутреннего медных стаканов и медного носка. Внутренние поверхности перечисленных частей фурмы образуют дутьевой канал. В медном носке фурмы на расстоянии 0,1-0,18 длины дутьевого канала от торцевой поверхности носка происходит ступенчатое сужение дутьевого канала. При этом отношение минимального и максимального диаметров в месте сопряжения полостей канала с разными диаметрами составляет 0,6-0,95, а сопряжение внутренних стенок дутьевого канала выполнено под углом 70-110^o. Использование изобретения способствует улучшению сжигания вдуваемого топлива в доменную печь и сокращает расход кокса. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при выплавке чугунов в доменных печах с вдуванием топливных добавок.

Известна воздушная фурма доменной печи, включающая фланец, медные внутренний и наружный стаканы и носовую часть, соединенные между собой герметично, причем внутренние поверхности внутреннего стакана и носовой части фурмы образуют дутьевой канал переменного по его длине поперечного сечения, а в верхнюю часть этого канала введена трубка для ввода природного газа под встречным углом к потоку дутья SU N 370237, C 21 B 7/16, 1974 г. Известная конструкция фурмы обеспечивает хорошее перемешивание вдуваемого природного газа с дутьем, что способствует его более полному сжиганию в фурменной зоне и дополнительной экономии кокса от вдувания природного газа. Недостатком известной конструкции воздушной фурмы доменной печи является то, что при применении высокотемпературного обогащенного кислородом дутья газоподводящая трубка быстро сгорает и перестает выполнять свои положительные функции.

Наиболее близким к технической сущности и достигаемому результату к изобретению является известная конструкция воздушной фурмы доменной печи, включающая фланец, медные внутренний и наружные стаканы и носовую часть фурмы, соединенные между собой герметично, причем внутренние поверхности внутреннего стакана и носовой части фурмы образуют дутьевой канал переменного по его длине поперечного сечения, а топливо вводится через отверстия во фланце, перед которыми поперечное сечение дутьевого канала сужается SU N 1325079 A1, C 21 B 7/16, 1987. Такая конструкция также способствует улучшению перемешивания топлива c дутьем, однако ранний ввод топлива приводит к увеличению тепловой нагрузки на стенки дутьевого канала и увеличение потерь тепла с дутьем.

Целью настоящего изобретения является устранение недостатков аналога и прототипа, улучшение условий перемешивания дутья с топливом, повышение степени его сжигания в фурменной зоне и снижение за счет этого расхода кокса и повышения производительности печи.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции воздушной фурмы доменной печи, включающей герметично соединенные между собой стальной фланец, внутренний и наружный медные стаканы и медный носок фурмы, внутренние поверхности которых образуют дутьевой канал " по длине фурмы, в носке фурмы происходит ступенчатое изменение диаметров этого канала, причем отношение минимального и максимального диаметров канала в носке фурмы в месте ступенчатого уменьшения поперечного сечения канала до минимального, определяющего его газопропускную способность, составляет 0,6-0,95.

Указанная цель достигается также тем, что сопряжение внутренних стенок дутьевого канала разного диаметра внутри носка фурмы выполнено под углом α 70-110 град, а также тем, что сопряжение внутренних стенок дутьевого канала разного диаметра внутри носка фурмы происходит на расстоянии 0,1-0,18 длины этого канала от торцевой поверхности носка фурмы.

Указанные пределы отношения минимального и максимального диаметров дутьевого канала фурмы в месте сопряжения его стенок разного диаметра, а также углов сопряжения этих стенок и расстояния места сопряжения от торцевой поверхности носка фурмы установлены опытным путем и обеспечивают наилучшее перемешивание струи вдуваемого топлива с потоком дутья в фурме.

Изобретение иллюстрируется фиг.1, на которой представлен продольный разрез воздушной фурмы доменной печи. Фурма включает стальной фланец 1, медный наружный стакан 2, медный внутренний стакан 3 и медный носок, соединенные между собой герметично с помощью сварки. Через внутреннюю полость между наружным и внутренним медными стаканами фурмы проходит газоподводящая трубка 4, через выходное отверстие которой 5 природный газ поступает в поток дутья. В носке фурмы на расстоянии 0,1-0,18 ее длины от торца ее носка происходит ступенчатое изменение диаметров внутреннего дутьевого канала фурмы. Отношение минимального диаметра канала d₁ к максимальному диаметру канала d₂ в месте сопряжения составляет 0,6-0,95.

Воздушная фурма согласно изобретению работает следующим образом. Через фланец 1 фурмы из сопла в дутьевой канал фурмы поступает поток дутья, в который из газоподволящей трубки 4 внедряется струя природного газа и направляется вместе с потоком дутья к выходному отверстию в носке фурмы. В месте ступенчатого изменения диаметров дутьевого канала фурмы возникают вихревые потоки, способствующие перемешиванию струи природного газа с потоком дутья и, следовательно, наиболее полному сжиганию природного газа в фурменной зоне. В результате увеличения полноты сжигания природного газа увеличивается коэффициент замены природным газом на 0,01-0,05 кг кокса/м³ природного газа.

Таким образом, применение изобретения способствует улучшению сжигания вдуваемого топлива в доменную печь и сокращению расхода кокса.

Формула изобретения

1. Воздушная фурма доменной печи, включающая герметично соединенные между собой стальной фланец, внутренний и наружный медные стаканы и медный носок, внутренние поверхности которых образуют дутьевой канал, отличающаяся тем, что внутренние поверхности медного носка выполнены со ступенчатым изменением диаметра дутьевого канала, причем отношение минимального и максимального диаметров дутьевого канала в месте ступенчатого изменения его диаметра составляет 0,6 - 0,95.

2. Воздушная фурма по п.1, отличающаяся тем, что сопряжение внутренних поверхностей разного диаметра медного носка выполнено под углом 70 - 110^o.

3. Воздушная фурма по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что сопряжение внутренних поверхностей разного диаметра медного носка выполнено на расстоянии 0,1 - 0,18 длины дутьевого канала от торцевой поверхности медного носка.

РИСУНКИ

Рисунок 1