Газораспределительное устройство шахтной печи

(19) . (11 ГОСУДПОД СТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТ А ВТОРСКОМУ(56) Ав3828ТеплческихМ Мет 32095/22-0204.8411.86. Бюл.41есоюзный научно-исследовательский т металлургической теплотехники ский политехнический институт(54) ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВО ШАХТНОЙ ПЕЧИ(57) Изобретение касается прямого получения железа в шахтных печах и может использоваться для равномерного распределения газа в плотном движущемся потоке. Целью изобретения является улучшение равномерности газораспределения в печи. Сущность изобретения состоит в установке фурм верхних рядов, расположенных с высовом внутрь шахты на 0,1 - 0,3 радиуса печи под углом 31 - 45, что позволяет в условиях существования спутного потока от нижерасположенных фурм и расстоянии между фурмами до 0,6 м получить равномерное по сечению шахты газораспределение. 3 ил.Изобретение относится к прямому получению железа в шахтных печах, но может быть использовано и в других областях техники, например, при подготовке сырьевыхматериалов к металлургическому переделу в слоевых печах, шихтоподогревателях и теплообменниках, где требуется создать равномерное распределение газа в плотном движущемся слое кускового материала.Целью изобретения является улучшениеравномерности газораспределения в печи.На фиг. 1 изображена шахтная печь для металлизации диаметром до 8 м с фурменным газораспределительным устройством, коллектор которого расположен вне печи, общий вид; на фиг, 2 - вариант выполнения фурменного газораспределительного устройства с одним ярусом чередующихся длинных и коротких фурм и с коллектором, встроенным в кладку печи; на фиг. 3 - вариант выполнения газораспределительногоустройства с двумя ярусами фурм, соединенных общим коллектором.Шахтная печь 1 состоит из одной или нескольких зон, включая зоны восстановлеления 2 и зону охлаждения 3. При этом возможен поток газа из зоны 3 в зону 2. Фурменное устройство расположено в нижней части зоны 2 восстановления. Оно 10 15 20 25 содержит газоподводящий патрубок 4, кольцевой коллектор 5 и вдвинутые в слой материала длинные 6 и короткие 7 фурмы.Причем количество фурм одного уровня достигает величины гс=6 Р, где Я - радиус шахты в метрах,Горячий восстановительный газ поступает через патрубок 4 (или через несколько таких патрубков) в коллектор 5 и распределяется через фурмы 6 и 7 в объемеслоя обрабатываемого материала и, подни 35маясь вверх, взаимодействует с материалом, после чего удаляется из печи.Выбор параметров фурменного газораспределительного устройства долкесл осуществляться в зависимости от количества фурменного газа, крупности обрабатываемогокускового материала и порозности слоя. Оп.тимальное количество фурм одного ряда6 й - 100 в плотном движущемся слое шахтной печи при подаче газа через урмьс содинаковым высовом наблюдается существенная неравномерность газораспределения,имеющая минимальный уровень при высовефурм, равном 0,3 радиуса шахты.Указанная неравномерность может бытьуменьшена на 15 - ЗОЯ (как в радиальном, так и в угловом направлениях),если подавать газ через фурмы различнойдлины, при этом расстояние между фурмами равно 0,6 - 1,0 м, что соответствует количеству, указаьсьсому выше. Установлено,что угол наклона фурм во многом определяется наличием спутного потока газа, например газа-восстановителя, подаваемого иззоны охлаждения в зону восстановления печи, При этом оптимальный угол наклона фурм к горизонтали в отсутствии спут- ного потока близок к 45 (-43),Истекающая из фурм струя газа создает за зоной разрыхления фронт уплотнения материала, который препятствует распространению газового потока к центру печи. Смещение этого фронта вниз, что достигается наклоном фурм, создает более благоприятные условия для газораспределения. Вместе с тем оптимум угла наклона фурмы должен находиться между 0 и 90, что соответствует как физике картины течения, так и среднеинтегральной линии тока (ее анализу). Эксперименты, проведенные на холодной модели шахтной печи показали, что при подаче дутья в установку только через фурмы зоны восстановления (спутный поток из зоны охлаждения равен нулю) оптимальное значение угла наклона фурм равно -43 (фиг. 1). При подаче спутного потока в центр установки распространение фурменного дутья в осевую часть не требуется, в связи с чем площадь поперечного сечения печи и толщина кольца (специ - ги, где гц - радиус круга, в котором распространяется спутный поток), в котором нужно создать равномерное газораспределение фурменного дутья, уменьшаются и угол наклона фурм, естественно, тоже уменьшается. Эксперименты показывают (фиг. 1), что при центральном спутном потоке, составляющем 1/2 - 1/4 от количества газа-восстановителя, оптимальное значение угла наклона фурм приблизительно равно 19.Подача такого же количества газа в зону охлаждения, но через периферийные устройства ввода, приводит к тому, что развивающийся вдоль стен агрегата спутный поток оттесняет восстановительный газ к центру печи икроме того, сам занимает часть поперечного сечения. В связи с этим угол наклона фурм и в этом случае должен быть меньше угла наклона при отсутствии спутного потока. Однако этот угол должен быть больше, чем угол наклона в случае центрального спутного потока, поскольку при равенстве средних скоростей движения в различных частях поперечного сечения толщина кольца, в котором развивается спутный поток, меньше, чем в предыдущем случае (Р печи - г, где г - радиус круга, в котором обеспечивается фурменное газораспределение), а поэтому подвод дутья посредством наклонных фурм должен обеспечить равномерность газораспределенияна радиусе г-.Я печи - г .Изобретение отличается от известных газораспределительных устройств в шахтных печах возможностью создания более равномерного распределения потока газа и лучшего использования его энергетического потенциала в печах большой единичной мощности, позволяет решить задачу создания крупномасштабного производства металли 1268919зованного продукта, имеющую большое народнохозяйственное значение.Формула изобретения Газораспределительное устройство шахтной печи, содержащее фурмы в количестве 6 Я - 10 й, где Я - радиус печи, установленные с высовом О,1 - 0,3 радиуса печи, отличающееся тем, что, с целью улучшения равномерности газораспределения в печи, фурмы установлены наклонно под углом 31 - 45 к горизонтальной плоскости в сторону разгрузки,Л рс мборска Рлактор Г, ГрбсЗаказ 602040 ВНИИ п 1 3035,илиал П. Савельевс с 1(орректор М1 олп ясноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 45жгород, ул. Проектная,(,оставит Ткрл И. Б 1 н 1 эдж оЬ 1 И Государствен делам изобрсге Москва, Ж - 35,1 Патент, г У