Фурма металлургической печи

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(И) М. Кп.з Р 23 Р 13/00 С 21 В 7/16 с присоединением заявки МоГосударствеииый комитет СССРпо делам изобретеиий и открытий(23) ПриоритетОпубликовано 10383, Бюллетень Ио 10 1 Щ УДК 669162, .22(088.8) Дата опубликования описания. 150383 В.Н. Машурьян, З.В. Зорий, А.В. Ванюков, М.Г. Васильев,В.П. Быстров, А,С. Лотиев, В.В. Аличкин, С.Я. Голики В.Н, МаляровсНорильский ордена Ленина и ордена Трудовоге-КрасцогоЗнамени горно-металлургический комбинат им. А.П.Завейягкна:(72) Авторы изобретения(54) ФУРМА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕЧИ Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для подачи топлива и окислителя в металлургическую печь для продувки шпако-штейновых оасплавов.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является фурма печи для плавки сульфидных шихтовых материалов,содержащая элемент подачи газа, размещенный по оси фурми, и смэтровое окно 11Известная воздушная Фурма имеет следующие недостатки: наружный конец фурмы быстро зарастает настылью и требуется частая прочистка для восстановления исходного сечения в целях обеспечения подачи необходимого количества топлива и окислителя 1 не достигается полноты смешивания топ" лина и окислителя, в результате чего наблюдается значительный недожог топлива или недоиспользование окислителя.Цель изобретения - улучшение смешивания газа, обеспечение непрерывности горения и повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что трубка подачи газа, разме-, щенная по оси фурменного канала, с внешней стороны снабжена смотровымокном и вместе выхода газа - насадкомвнутреннее сечение которого имеет форму типа сопла Лаваля, а внешней поверхностью насадка и внутренней поверхностью фурмы образовано сечение типа сверхскоростного сопла с внутренним обтекаемым телом, причем выходное отверстие сопла трубки от.выходного отверстия фурмы размещено на расстоянии, равном 0,5-2 внутренним диаметрам фурмы.На фиг, 1 изображена фурма метал лургической печи, общий вид 1 нафиг. 2 - выходное отверстие фурмы и трубки для подачи топлива, узел 1 на фиг. 1. Фурма металлургической печи, состоящая иэ корпуса 1, охлаждаемого водой, содержит трубку 2 для подачи газа, размещенную по оси фурменного канала, с внешней стороны снабжена смотровым окном 3 и в месте выхода газа - насадком 4, внутреннее сечение которого имеет форму типа сопла Лаваля 5, а внешней поверхностьй 6 на садка 4 и внутренней поверхностью фур" ви 7 образовано сечение типа сверхско ростного сопла с внутренним обтека 100471230 емым Фелом, причем выходное отверстие 8 насадка 4. трубки 2 от выходного отверстия 9 фурмы размещено на расстоянии, равном 0,5-2,0 внутренним диаметрам фурмы.ТрубКа 2 для подачи топлива цент рирована по оси фурменного канала посредством сухаря 10 и скреплена с внешней частью, на которой размещено смотровое окно 3, соединительной муфтой 11, Фурма имеет полость 10 12, охлаждаемую водой, и камеру смешивания 13 газа и воздуха.Предлагаемая фурма металлургической печи была установлена в опытно- промышленную печь для плавки сульфид ных материалов в плавильном цехе медного завода.Фурма работает следующим образом.В Фурму подается воздух (окислитель) и природный газ (топливо) . 20 Воздух подается как в чистом виде, так и обогащенный кислородом до полной замены техническим кислородом, содержащим до 95 чистого кислорода.Через смотровое окно 3 было воз можно наблюдать эа состоянием поверхности и настылеобраэованием на выходном отверстии 9 Фурмы и выходном отверстии 8 насадка 4 трубки 2, а также следить за состоянием Факела, определять его температуру на разном расстоянии от выходного отверстия трубки и фурмы и следить эа полнотой горения топлива.Воздух (окислитель) подают по наружной трубе и газ (топливо) по внутренней трубке 2, оканчивающейся насадком 4. За счет установленного насадка 4 скорость газа на выходе увеличивается в несколько раз ( 3-4 раза) . При этом скорость возду ха в месте его выхода в камеру смешивания 13 увеличивается в несколько раз, благодаря сужению внутренней поверхности фурмы 7 и внешней поверхности б насадка 4, которые совместно 45 образуют сечение типа сверхскоростного сопла с внутренним обтекаемым телом.П р и м е р 1, Выходное отверстие сопла трубки от выходного отверстия фурмы размещается на расстоянии 2-х внутренних диаметров фурмы.Фурма работает на воздушном дутье. Зона максимальных температур находится в расплаве, за пределами фурмы. Горение газообразного топлива стабильное, без хлопков, Полнота сжигания топлива достигается за счет высокоэффективного предварительного смешивания окислителя (воздуха) и топлива (природного газа), Подготов ленная смесь газа и окислителя при выходе из фурмы сгорает эа пределами фурмы, где и развивается зона максимальных температур. За счет этого сжигание газообразного топ лива в расплаве увеличивается с 45,0 до 80,0. Наружная и внутренняя поверхности фурмы за период всей кампании (3-х месяцев) фурмы и поверхности примыкающих кессонов остаются без изменений.П р и м е р 2. Выходное бтверстие сопла трубки от выходного отверстия фурмы размещается на расстоянии 0,5 внутренних диаметров фурмыФурма работает на воздушном ду тье, обогащенном кислородом на 90. Температура в зоне максимальных температур увеличивается на 200 С и смещается ближе к выходному отверстию фурмы, Благодаря размещению выходного отверстия Фурмы на рас-. стоянии 0,5 внутренних диаметров фурмы эона максимальных температур находится в расплаве за пределами фурмы. Горение газообразного топлива стабильное, без хлопков, Полнота сжигания топлива достигается за счет высокоэффективного предварительного смешивания в Фурме окислителя (воздуха) и топлива (природного газа), а также за счет повышения содержания кислорода в воздушном дутье, За счет этого сжигание газообразного топлива в расплаве увеличивается с 45,0 до 95,5.Наружная и внутренняя поверхности Фурмы и примыкающих кессонов за период всей кампании (3-х месяцев) остаются без изменений.Проводят испытания предложенной фурмы, когда выходное отверстие сопла трубки от выходного отверстия фурмы размещается на расстоянии менее 0,5 внутренних диаметров фурмы, При этом зона смешивания топлива и окислителя уходит в расплав и ухудшается, наблюдаются хлопки и прерывистое горение топлива. При этом сжигание топлива в расплаве составляет не более 55. Для стабильности процесса плавки приходится добавлять твердое топливо (уголь) .Проводят испытания предложенной фурмы, когда выходное отверстие сопла трубки от выходного отверстия фурмы размещается на расстоянии более 2-х внутренних диаметров фурмы. При этом при обогащении дутья кислородом свыше 35 наблюдается перемещение зоны максимальных температур непосредственно к выходному соплу трубки. В результате этого сопло трубки и выходное отверстие фурмы обгорают и выходят из строя эа 2- 3 сут работы печи, Печь останавливают и производят ремонт. Таким образом, наилучшие результаты достигаются при установке выходного сопла трубки от выходного отверстия фурмы на расстоянии, рав1004712 формула изобретения ном 0,5-2,0 внутренним диаметрам ФурмыИспользование фурмы позволяет повысить сжигание газообразного топлива в расплаве до 95,5 и сократить его расход на 351 интенсифици". 5 ровать процесс плавки (на 50) за счет возможности. повышения обогащения воздушного дутья кислородом с 35-40 до 80-90; отказаться от добавки в процесс плавки твердого топ лива (угля), расход которого раньше составлял до 15 от веса твердой шихты увеличить кампанию фурмы и кессонов, что увеличит общую кампанию печи. 15 фурма металлургической печи, содержащая элемент подачи газа, размещенный по оси фурмы, и смотровоеокно, о т л н ч а ю щ а я с ятем, что, с целью улучшения смешивания газа, обеспечения непрерывности горения и повышения надежности,элемент подачи газа выполнен в видетрубки со смотровым окном на внешней стороне, а выходной ее конецснабжен размещенным в суженной частйфурмы насадком с внутренней поверхностью типа сопла Лаваля, и зеркальной внешней, при этом насадок выполнен с воэможностью перемещения по.оси фурмы на величину от 0,5 до 2внутренних диаметров выходного срез 4фурмы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США В 3701517,кл. Р 27 0 23/00, 1972; ВНИИПИ Заказ 1841/ Тираж 581 Подписно филиал ППП фПатент",г.ужгород,ул.Проектная