Дутьевая фурма доменной печи

(21) (22) (46) (72) И, В.М (71) (53) к ство ССС 6, 1980. 9 Фллир Дуть ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 3481707/22-0210.08.8230.03.84. Бюл. уу 12В.В.Лисицкий, М.И.Ровенский,ураш и Д.Л,ПивоваровИнститут черной металлургии669,162.24 (088.8)1,Патент ЧССР М 143155,23 П 11/10, 1969.Авторское свидетель Р881, кл. С 21 В 7/1(54)(57) ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащая полый корпус и топ.ливоподводящий патрубок,в его йолости с распределителем топливного потока, установленным внутри выходной части патрубка в виде сопла Лаваля, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества смешива". ния топливодутьевых компонентов, распределитель установлен в полости выходной части патрубка с образоваф нием в ней периферийного канала, соединенного непосредственно с по,- лостями корпуса фурмы и патрубка.Изобретение относится к получению металлон.и сплавов путем плавления и может быть использовано в шахтных печах, напрнмер,в доменном производстве, где применяется комбинированное дутье. 5Известна дутьевая фурма, предназначенная для подачи в рабочее пространство агрегата дополнительного топлива через полый корпус и топливоподнодящий патрубок в ниде .сопла 10 Лаваля 13Однако эта фурма при высоких па-. раметрах комбинированного дутья не может быть применена и доменном производстве. 15Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма доменной речи, содержащая полый корпус и топлиноподводящий па- р трубок в его полость с распределителем топливного потока, установленным внутри выходной части патрубка в виде сопла Лаваля ( 2)Недостатком известной конструк" 25 цин является снижение пробивной способности топливного потока и ухудшение смешения дутьевых компонентов с топливом н поперечном ее, ченни дутьеной полости, что приводит к горению смеси в локальных .участках Фурмы и, в конечном итоге, снижает степень реагирования топли-. ва и однородности горного газа, что в целом повышает расход кокса напечь.35Цель изобретения -: повышение качества смешения топлинодутьевых .компонентов.Указанная цель достигается тем, что в дутьевой Фурме домейной печи, 40 содержащей полый корпус и топливоподнодящий патрубок в его полость с . распределителем топливного потока, установленным внутрй выходной части натрубка в ниде сопла Лаваля, распределитель установлен в полости выходной части патрубка с образованием в ней периферийного кольцевого канала, соединенного непосредственно с полостями корпуса фурмы и патруб ка.Это позволит осуществить в пределах внутреннего пространства фурмы двустадийное смешение дутья с топлцном путем ввода н дутьевой канал центральной активной скоростной струи и периферийной колЬцевой пассивной струи топлива, что обеспечивает эффективное смешение топливо-. дутьевых компонентов при повьваении,кинетической энергии и дальнобойнос ти топливного потока, при-этом увеличивается глубина его внедрения в дутьевой поток и, в конечном итоге, повышается однородность смешанного патока по сечению фурмы. 65 На чертеже изображена дутьеваяфурма, продольный разрез.Дутьевая Фурма содержит водоохлаждаемый корпус Ф. конической Формыс соответстненнб наружной и внутрен-,ней стенками 2 и 3, головной рыльной) частью 4 и фланцем 5. Черезнодоохлаждаемую полость корпуса 1пропущен топливоподводящий патрубок 6 с выходным отверстием в дутьевой канал фурмы. В полости патрубкаб (в его выходной части) установленполый распределить 7 топливного по тока с кольцевым (периферийным) каналом 8 между наружной поверхностьюраспределителя 7 и ннутренней поверхностью патрубка б. Внутренняя полостьраспределителя 7 выполнена нрофилиро"ванной в виде сопла Лаваля с расширя"ющейся выходной частью в напранлениидутьевого канала и входной сужающейчастью, направленной навстречу потоку топлива. Критическое (узкое) сечение .сопла выполнено .на 10-20 большеплощади кольцевого канала 8. Кромкистенок входной части сопла целесообразно выполнить острыми или скругленными. Распределитель 7 установленкоаксиально выходной части топливо- подводящего патрубка 6 и закрепленв ней жестко, причем выходной торецраспределителя 7 размещен эаподлицос выходным торцом патрубка б.Распределитель 7 целесообразноизготонить из жаропрочного или огнеупорного материала, В зависимости отдиаметра дутьевого канала, энергопараметров топлива перед фурмой ихарактера истечения топливного потока профиль кольцевого (периферийного) канала 8 может быть выполненрасширяющимся, цилиндрическим илисужающимся, при этом в любом из укаэанных вариантов входную часть егоцелесообразно выполнить сужающейсяв. направлении по ходу движения потока. Иэ условий сплошности истекающих потоков угол раскрытия центрального и периферийного сопел должен находиться в пределах б Устройство работает следующим образом.Высокотемпературное дутье под давлением подается в печь через дутьевой канал Фурми, а топливо (природный, коксовый и др. газы), вводимое через патрубок б, поступает в дутьевой канал на смешение в виде центральной активной круглой струи, формируемой истечением через сопла Лаваля и периферийной пассивной кольцевой струи, формируемой истечением через канал 8, при этом степень активности струи определяется как количеством их движения, так и формируемым профилем канала, Такое разделение топливного потока приводит к увеличению дальнобойности1082824 Составитель Ю.СеровРедактоР Л.ПчелинскаЯ ТехРеД Т, Пубинчак Корректор Г.Решетник Тираж 540 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д.4/5 Заказ 1680/24 Филиал ППП ППатентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 центральной струи и отставанию периферийной струи, ее деформации и повышению степени поперечной турбулизации. Это способствует интенсивному перемешнванию периферийной струитоплива с дутьем по периметру центральной топливной струи в области,что привоаит к локальному горению,пмвлеиию поперечной пульсации, .воэникновеиию вихревых (циркуляциоиных)эон и даасыванив этого предварителью емешеейого топливодутьевого потока в корневую часть центральной топлйвной струи, где появляется область 15ноиижениого дааления. в процессесовместного движения центральнойструи с присоединенным пограничнымсмешанным потоком смешение продолжается по всей длине активной струии характеризуется. энергичным взаимодействием движущихся контактируемыхмасс за счет развития фронта горе-.ния, интенсивной турбулизации, удли"нения пути смешения по сечению дутьевого канада, развитие реакционнойконтактной поверхности, возрастаниятемпературного уровня смешиваемыхкомпонентов и послойного проникнове"ния дутьевых компонентов в топливный ноток, при этом последний разбухает. Такое постадийное поперечнопродольное взаимодействие движущихся раз нохарактерных потоков форсирует процесс смешения, усредняет распределение смешиваемых компонентов в пределах фурье и повышает однородность горнового газа.Перенос распределителя 7 в гаубаиу топливоподводящего патрубка б снижает эффект разделения топлнвной струи, а выдвижение распределителяв дутьевой канал приводит к преждевременному его прогару. Предлагаемое техническое. рещение обеспечивает разделение топлива на два потока в процессе его истечения в дутьевой канал фурмы, при этом подвод тоцлива осуществляетсяот одного источника. Это позволяет организовать двустадийное смешение углеводородов топлива с кислородом дутья с развитой контактной поверхностью, что интенсифицирует процесс смесеобразования путем повышения степени реагирования взаимодействующих компонентов по сечению канала н, в конечном итоге, увеличивает степень использования врабочем пространстве печи химической энергии восстановительных газов, что позволяет снизить расход кокса на печь.Годовой экономический эффект от внедрения изобретения составляет около 195 тыс.руб.