Дроссельное устройство фурменного прибора доменной печи

 

1с

Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда RTICC (71) Заявитель (54) ДРОССЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ФУРМЕННОГО

ПРИБОРА ДОМЕ HHOA ПЕ ЧИ

Изобретение относится к конструкциям устройств для регулирования расхода; горячего воздушного дутья, подаваемого в доменную печь, и может быть использовано для регулирования расхода других высокотемпературных сред.

Известны устройства для регулирования расхода горячего дутья в фурменном приборе доменной печи.

Одно из таких устройств содержит корпус сканалом,,внутри которого диамет1О рально установлен вал с надетым на него мотылем. Один из концов вала выведен наружу и его подшипники вместе с уплотнениями помешены в съемный ста» кан, который для быстрой замены сгорев3$ шего мотыля крепится к корпусу устрой-, ства посредством клиньев. При врашении вала, вместе с ним поворачивается мотыль что приводит к изменению расхо)

20 па аутья в квнале (11 .

Однако это устройство не обладает необходимой надежностью и не получило, поэтому, распространения на практике.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому результату является дроссельное устройство, содержашее Т-образный корпус, образованный тремя патрубками, шибер, вставленный в прямолинейные направляющие в среднем иэ патрубков, и привод шибера, частично расположенный внутри этого же патрубка. Шибер в виде округленной пластины может двигаться по направляюшим, представляюшим собой прямоугольный в свету канал, образованный стенками среднего патрубка. Шибер опирается, как правило, на два продольных выступа нижней стенки канала, роль которых заключается в уменьшении трения скольжения. Высота канала больше толшины шибера. Это сделано для того, чтобы можно было свободно извлечь из канала шибер, вышедший из строя в ре-, зультате, нпаример, изгиба при длительном пребывании в выдвинутом положении.

Таким образом, между шибером и верхней стенкой канала имеется зазор высотой

3 9337

У стенки канала фурменного прйбора непосредственно перед препятствием, которым в данном случае является вы двинутый шибер, образуется зона повышенного статического давления. Это приводит к тому, что перепад. давления между холодным дутьем и горячим дутьем

10-15 мм. Зазор, равный высоте выступов нижней стенки канала, имеется и под шибером $2) .

Шибер, выдвинутый в канал фурменного прибора, оказывает значительное сопротивление движению дутъя. Коэффи циент гидравлического сопротивления

Дроссельного устройства описанной конструкции при выдвижении шибера на 90% (что соответствует уменьшению рюхода ° 1е в два раза) имеет значение 150. При эФом для доменной печи среднего обьема только потеря давления иа шибере составляет около 40 кПа (0,4 ат). Перепад же статического давления между областями, непосредственно пр к серединам зазоров над шибером.и под же, больше указанной потери Точное значение этого,перепада неизвестно, Од-, нако, принимая во внимание соотношения между потерями и перепадом щнаеиия на измеритейьных диафрагмах, макно с достаточной для практических нужд тОч нОстью Очи гать, чтО. интересуюший 1feo перепад ие менее BO кПа (0,8 ат).

При этом дугье протекает через зазор гад шибером в средний патруоок и далее через зазор под шибером из пат-. рубка в канал фурменного прибора, омывая нефутерованные стенки среднего пат- 30 рубке, а также расположенные внутри него части привода шибера, и нагревая нх. до температуры 500-600 С. 8 свою очередь, это тфиводит к быстрому выходу устройства из строя в результате черезмерного оке инообразования на поверхностях его деталей.

Для устранения этого явления в средний патрубок подается холодное дутье..

В известном устройстве холодный воздух, ао ,проходя через зазор над языком (шибером), омывает его, защищая от воздействия горячего дутья. При давлении холодного дутья, 11ревышаюшем давление потОка горячего дутья, холодное дутье вытекает в полость фурменного прибора через зазоры. как под втянутым шибером, так и над ним. Однако это имеет место лишь тогда, когда. шибер полностью втянут. При выдвигании же шибера картина резко меняется, 12 4 вблизи зазора над шибером становится рав-; ным нулю или вообще отрицательным.

Кроме того, перепад между зоной над шибером и полостью среднего патрубка, куда подается холодное дутье, составляет примерно половину перепада на шибере. В этих условиях холодное дутье asкак не может омывать шибер свер.-.у, напротив1 несмотря на пОдачу хОлодного дутья, горячее дутье течет в средний патрубок через зазор над шибером. В ., среднем натрубив оно перемеижвается с холодным дутьем и температура смеси ,становится ниже температуры горячего дутья. Это уСтраняет перегрев корпуса устройстВа и де галей привода шибера.

Затем смесь выходит нз патрубка через зазор под шибером, подхватывается горячим дутьем и уносится B печь ирак тнчиаи не Охлаждая снизу выдвинутую честь шибера. Заставить холодный возД3% Омывать шибер можно, значительно подмяв еГО давление, Однако и данном случае это не предс мвляется возможным, поскольку приведет к черезмерному

Охлаждению горячего дутья.

Таким образом, положительный эффект от подачи хоподного дутья в средний патрубок ограничивается только устранением черезмерного перегрева и преждевременного выхода из строя корпуса устройства и находящихся внутри него деталей привода шибера.

-При этом основными недостатками всех известных устройств является низкая экономичность, обусловленная необходимостью постоянной подачи xonongoro дутья, что приводит к снижению температуры фурменного очага, а также затратами на изготовление и текущее обслуживание трубопровода, подводящего холодное дутье. Кроме того, такое уст- ройство имеет низкие надежность и срок службы, обусловленные недостаточным охлаждением стенок среднего патрубка и расположенных в нем деталей привода шибера.

Цель изобретения — повышение надежности его работы и повышение качества регулирования расхода горячего дутья по фурмам печи.

Цель достигается тем, что в дроссельном устройстве фурменного прибора доменной печи, содержащем корпус с каналом для движения установленного в нем с зазором шибера в верхней стенке корпуса выполнен паз, в который помещен ролик, лежащий на шибере. Поверх933

712 6

Дроссельное устройство фурменного прибора доменной печи в конкретном варианте его выполнения содержит (фиг. 1) частично футерованный изнутри

Т-образный корпус 1 с каналом 2 для прохода дутья, а также с фланцем 3 и шаровой заточкой 4 для крепления на фурменном приборе. Корпус образован тремя патрубками. Средний патрубок 5, нефутерованный изнутри, закрыт крьппкой

6 и имеет канал 7 для движения установленного в нем шибера 8. Шибер опира- ется на продольные выступы 9. (фиг. 2) нижней стенки канала 7, служащие для уменьшения трения. Высота канала 7

5 ность шибера, на которой лежит ролик, наклонена по отношению к плоскости горизонта под углом 3-5, à направление уклона при этом совпадает с.направлением движения шибера на втягивание.

° Ролик, лежащий на шибере, закрывает, большоф зазор (10-15 мм) между шибером и верхней стенкой канала, вследствие чего устраняется ток горячегодутья вокруг шибера с нерабочей его 10 стороны, т,е. со стороны привода. При этом ликвидируется причина перегрева деталей привода и корпуса устройства, а значит, отпадает необходимость подвода холодного дутья с помощью специ- 15 ального трубопровода. Последнее обстоя- тельство резко повышает экономичность устройства. Кроме того, когда горячее дутье не попадает в средний патрубок, воздух внутри него имеет температуру 26 более низкую по сравнению с температурой смеси горячего и холодного дутья

s известном устройстве. Это уменьшает возможность. окалинообразования, à следовательно повышаются срок службы и надежность устройства.

Придание поверхности шибера накло на приводит к тому, что лежащий на ней ролик скатывается до упора в стенку паза, обращенную в сторону шибера, ЗО и устраняет возможность прохода горячего дутья через небольшой гарантированный зазор (менее 1 мм), с которым ролик посажен в паз. При этом направление силы, с которой дутье давит на ЭЗ ролик, совпадает с направлением состав ляюшей силы тяжести ролика, прижимающей его.к стенке паза. Это улучшает условия перекрытия зазора над шибером.

На фиг. 1 изображено устройство, об- ее ший вид, разрез; на фиг. 2 - сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - рабочее положение ролика (узел I на фиг. 1). больше толщины шибера для того, чтобы можно было легко иэвлечь шпбер, вышедший иэ строя в результате, например, изгиба при длительном пребывании в выдвинутом положении. При этом над шибером имеется зазор 10. Вал 11 является звеном привода шибера. Конструкцию привода шибера в настоящем описании не раскрывают, так как при этом могут быть применены многие известные конструкции. На шибере лежит ролик 12, который входит в поперечный относительно направления движения шибера паз 13.

Выполнение паза поперечным позволяет достигнуть цель изобретения при минимальной длине ролика. Ролик посажен в паз с небольшим гарантированным зазором (менее 1 мм). Глубина паза больше диаметра ролика,. Длина ролика больше ширины канала 7, причем концы ролика входят s углубления 14 боковых стенок этого канала. Радиус ролика больше высоты зазора между шибером и верхней стенкой канала 7. Поверхность 15 шибера, на которой лежит ролик, наклонена относительно плоскости горизонта под углом 3-5 . Направление уклона совпао дает с направлением движения шибера

BB втягивание. Такой наклон поверхности 15 легко обеспечить на практике либо приданием участку шибера клиновидной формы, либо наклоном направляющих, по которым шибер движется (например, вместе со всем устройством).

Устройство работает следующим образом.

Движение вала 11 передается шиберу 8 и он перемещается по каналу 7.

Изменение степени высота шибера в канал 2 влечет за собой изменеппя расхода дутья через устройство.

Под действием силы тяжести, за счет наличия уклона, ролик 12 занимает положение, при котором он двумя своими образующими прижимается одновременно к шиберу и к стенке паза, обращенной в сторону привода шибера. Тем самым ролик закрывает горячему дутью доступ в полость 16 среднего патрубка. Это, в свою очередь, устраняет недопустимый перегрев нефутерованных стенок среднего патрубка и заключенных в нем деталей привода шибера, повышая срок слуя бы и надежность устройства по сравнению с известным. При этом отпадает необходимость подачи холодного дутья вовнутрь среднего патрубка, а следовательно, достигается цель изобретения, 7 933 так как непрерывная подача холодного дутья в устройство связана со значительными материальными затратами.

Одной из составляющих силы, с которой ролик прижимается к стенке паза, S является произведение перепада давления на ролике (на шибере), т.е. 80 кПа (0,8 ат), на площадь сечения зазора над шибером — 20-30 см . Эта состав2 ляющая имеет значение 160-240 Н (16»24 кгс).

Ролик посажен в паэ с гарантированным зазором, поэтому он может свободно подниматься и опускаться, а также вращаться вокруг своей оси. В связи с 1З этим, а также за счет круглой формы ролика, он оказывает минимальное сопротивление движению шибера в обоих направлениях.

Ролик не препятствует съему изогну- 20 того шибера, поскольку легко полностью прячется s паз.

Размеры углублений 14 легко сделать такими, чтобы после, съема шибера ролик незначительно опускался под дей- 25 ствием силы тяжести (например, на

1/10 своего диаметра). При этом новый, .вдвигаемый шибер приподнимает ролик, нажав не него своим концом, и тот занимает рабочее положение. ЗО

Таким образом, предлагаемое устройство выполняет свое основное назначение, т:е. изменяет расход горячего дутья через фурменный прибор доменной печи, а также обладает по сравнению с известными большей экономичностью, так как затраты на изготовление и установку ролика меньше расходов, связанных с по712 8 стоянкой подачей в устройство холодного дутья. Кроме того„срок спужбы и надежность устройства выше.

По расчетным данным оснащение предлагаемыми устройствами только одной доменной печи среднего объема дает годовой экономический эффект в

10,0 тыс. руб. Суммарный экономический эффект, ожидаемый от максимапьного использования изобретения, составляет

1, 5 млн. руб.

Формула из обр ет ения

4,Дроссельное устройство фурменного прибора доменной печи, содержащее корпус -с каналом, в котором установлен шибер, о т л и ч а ю ш е е с я тем; чго, с целью повышения надежности его работы и повышения качества регулирования расхода горячего дутья по фурмам печи, в верхней стенке корпуса выполнен паз, в котором расположен ролик, лежащий на шибере, 2. Устройство по и. 1, О T л и ч & ющ е е с я тем, что поверхность шибера на которой лежит ролик, образует угол

3-5 с горизонтальной плоскостью с уклоном в направлении движения шибера на втягивание.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

M 174200, кп. С 21 В 7/16, 1956.

2. Авторское свидетельство СССР

% 175064, кл. С 21 В 7/16, 1958933712

Составитель Ю. Серов

Редактор С. Запесочный Техрея М,Рейвес Корректор А. Ференц

Заказ 3865/7 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, .4