Дутьевая фурма доменной печи

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК аю (11) З(51) С 21 В 7/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургическийинститут(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 429096, кл. С 21 В 7/16, 1976.2. "Металлургия и коксохимия",1974, У 3, с. 69.3. Авторское свидетельство СССРУ 971884, кл. С 21 В 7/16, 1980.(54)(57) ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащая полый водоохлаждаемый.корпус с фланцем, смесительную камеру, расположенную в кожухе с патрубком подвода газообразного топлива, сообщенную с рабочим дутьевым каналом фурмы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности доменной плавки путем более полного сжигания газообразного топлива и возможности его конверсии, снижения расхода кокса, фурма снабжена патрубком подвода окислителя, соединенным,со смесительной камерой, при этом выходное сопло смесительной камеры выполнено в форме вытянутого овала, продольная ось которого перпендикулярна оси рабочего канала фурмы,и расположено в стенке рабочегоф канала фурмы нарасстоянии 0,1-0,7 его диаметра от ее выходного торца, а продольная ось сопла расположенао под углом 15-60 к оси рабочего канала фурмы.Изобретение относится к черной металлургии и может быть применено для подачи дутья и газообразного топлива в горн доменной печи.В доменном производстве для подачи 5 дутья и газообразного топлива (например, природного газа) в горн доменной печи применяются фурмы, содержащие водоохлаждаемый корпус и пропущенный через водоохлаждаемую полость патрубок подвода газообразного топлива в поток дутья 1 .Исследование влияния подвода, газообразного топлива в воздушной фурме на его распределение и сжигание пока зывают 2, что газообразное топливо проникает на небольшую глубину и поток дутья плохо перемешивается с ними й, как следствие далеко не полностью сгорает. Все известные подводы га-. 20 зообразного топлива обеспечивают низкую степень сгорания газообразного топлива.Неполное сгорание газообразного топлива приводит к дополнительному 25 расходу кокса на его пиролиз и ухудшению дренажной способности горна и низа шахты доменной печи вследствие отложения сажистого углерода на шихтовых материалах. 30Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма доменной печи, содержащая полый водоохлаждаемый корпус с флак- З 5 цем, смесительную камеру, расположен ную в корпусе с патрубками подвода газообразного топлива, сообщенную с рабочим дутьевым каналом фурмы 3,Однако такая конструкция фурмы не позволяет конвертировать углеводо роды газообразного топлива в фурме, так как инжектированное дутье на коротком участке патрубка подвода окисо лителя не охлаждается ниже 800-750 С 45 что приводит к воспламенению газообразного топлива еще в смесителе, т,е. до его полного перемешивания с окислителем (дутьем), являющимся необходимым условием конверсии углеводородов газообразного топлива; воспламенение топлива в смесителе может привести к прогару смесительной камеры.В случае прекращения подачи газо образного топлива в фурму резко возрастают потери тепла дутьем с охлаждающей водой, так как смесительная камера является проточной для дутья,и тем самым увеличивается поверхность контакта дутья и охлаждаемыхстенок.Цель изобретения - повышение эффективности доменной плавки путем болееполного сжигания газообразного топлива и возможности его конверсии, атакже снижение расхода кокса.Поставленная цель достигается тем,что дутьевая фурма доменной печи, содержащая полый водоохлаждаемый корпусс фланцем, смесительную камеру, расположенную в корпусе с патрубкомподвода газообразного топлива, сообщенную с рабочим дутьевым каналомфурмы, снабжена патрубком подводаокислителя, соединенным со смесительной камерой, при этом выходное соплосмесительной камеры выполнено в форме вытянутого овала, продольная ось,которого перпендикулярна оси рабочегоканала фурмы, и расположено в стенке рабочего канала фурмы на расстоянии 0,1-0,7 диаметра фурмы от еевыходного торца, а продольная осьосопла расположена под углом 15-60к оси рабочего канала фурмы.На фиг. 1 изображена фурма, разрез по оси; на фиг. 2 - разрез А-Ана фиг. 1,Дутьевая фурма доменной печи содержит полый водоохлаждаемый корпус 1, смесительную камеру 2 с патрубком 3 подвода газообразного топлива и патрубком 4, соединяющим сме,сительную камеру 2 с индивидуальнымколлектором окислителя (не показан),при этом выходное сопло 5 камеры 2;выполнено в стенке рабочего канала 6фурмы на расстоянии Ь от ее выходноготорца, составляющем 0,1-0,7 диаметра рабочего канала фурмы, а продольная ось выходного сопла расположена под углом А к оси рабочего канала, . значение которого находится в преоделах 15-60ГЕсли величина Ь меньше 0,1 диаметра рабочего канала, то выходное отверстие выходного сопла смесительнойкамеры 2 перемещается в рыльную частьфурмы и при остановке печи и взятии ее на тягу отверстие может заливаться шлаком или металлом. При Ь более 0,7 резко возрастают тепловые потери с охлаждающей водой, так как смесь газа с окислителем сгорает в фурме.о Значение угла Ж менее 15 вызываетрезкое удлинение. выходного отверстия выходного сопла смесителя по направлению оси фурмы, что вызывает горение смеси еще в выходном сопле смесителя, а это связано с большими потерями тепла и возможностью прогара фурмы. При К более 60 процесс гореония смеси происходит в фурме, так как она не успевает выноситься дутьем в фурменный очаг. 0Наличие автономного подвода окисли. теля в смесительную камеру обеспечивает предварительное смешение газообразного топлива с окислителем до его попадания в высоконагретое 15 дутье, что позволяет его полностью сжигать, выдерживая необходимое соот-ношение газообразное топливо-окислитель. Это снимает ограничение на рост расхода газообразного топлива на тонну чугуна, так как с ростом расхода газообразного топлива через фурму соответственно увеличивается и подача окислителя в смеситель через патрубок подвода окислителя и топливо 25 полностью сгорает.Предлагаемая фурма позволяет при необходимости вдувать в горн доменной печи конвертированный восстановительный газ без остановки ее. Это ЗО осуществляется путем изменения соотношения окислитель-газообразное топливо в пределах, необходимых для обеспечения кислородной конверсии углеводородов газообразного топлива. При этом смесь окислителя и газообразного топлива, попадая в высоконагретое дутье, конвертируется до СО и Н 2 и в горн доменной печи попадает конвертированный вы соконагретый газ, Это позволяет существенно улучшить технико-экономические показатели доменной плавки и уменьшить расход кокса.Результаты испытаний предлагаемой 45 фурми представлены в таблице, гдев зависимости от вида используемогоокислителя и соотношения кислородуглеводороды газообразного топливапоказана степень сгорания газообразного топлива в фурме и фурменном очаге. Соотношениекислород//углеводороды Степень сго.рания, 7. Вид окислителя Воздух 86 1 ь 5 90 Кислород 1,8 1,2 91 1,5 94 1,8 100 При соотношении кислород-углеводороды, равном 0,5, происходит конверсия углеводородов, при этом степень кон-. вертирования их достигает 967.Применение предлагаемой фурмы позволяет полностью использовать газообразное топливо при его подаче через фурми, предотвратить сажеобразование с ростом расхода газообразного топлива через фурму, увеличить его общий расход на тонну чугуна (дальнейшее увеличение расхода газообразного топлива лимитируется только газодинамикой печи), при необходимости подавать продукты. конверсии углеводородов простым изменением соотношения кислород/углеводороды до величины 0,5. Все это позволяет экономить дефицитный кокс порядка 50 кг/т чугуна,,4 -4АФ Фуф егСоставитель Ю,Серов Редактор Н.Киштулинец Техред Т.Иаточка Корректор И.Эрдейи Заказ 7893/19 Тирам 539 Подписное ВНИИПИ Государственного ковятета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.Уагород, ул.Проектная, 4