Дутьевая фурма доменной печи

Сонзз СсньетсымаСфцмалнстнчесииаРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 908811(51)М. Кл. С 21 В 7(36 9 кудврвтванаФ квинтет ИФР ав двлви взвбрвтвник н втврьпий(Я) УЛ( 669 Л 62. .22 (088.8) Дата опубликования описания 28.02.82 М, Д. Жембус, М. И, Ровенский, В, В, Лисицкий, Я, М. Ободан,А. Г. Ульянов, В, Н. Хомич, И. В, Мураш, В. В. Лифар,П, Е. Коваленко и В. А, Руденко(72) Авторы изобретения Институт черной металлургии Минжрмета СС г/ у (54) ДУТЪЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЬЯНИ . Изобретение относится к черной металлур. гии, в частности к дутьевым формам, предназначенным для подачи в доменную печь ком. бинированного дутья, преимущественно при работе на коксовом газе или на смеси коксо 5 вого с природным газом. В современном доменном производстве все чаще применяютуглеводородсодержащие реагенты для улучшения структуры восстановительных газов, Осуществляют зто путем ввода реагентов в дутьевой канал фурмы. В ка. честве углеводородсодержащих реагентов обычно используют природный, коксовый или сме. шанный природно-коксовый газы. Переход на подачу в дутье коксового газа значительно снижает средний срок службы дутьевых фурм за счет коррозии медных стен сернистыми соединениями и повышенного тепловыделения при горении газа на участке между его вводоь в дутьевой канал и передним торцом фурмы. Износ корпуса приводит к появлению течи, выходу из строя дутьевой фурмы и остановке печи. Наиболее близкой к предлагаемой по тех.нической сущности и достигаемому результа.ту является дутьевая фурма доменной печи, содержащая корпус с дутьевым каналом и го ловкои, водоохлаждаемую полость с газоппд водящей трубкой с насадкой в виде сопла Лаваля, выведенной в дутьевой канал (11.Основным недостатком такой конструкции является низкая эксплуатационная стойкость фурмы, связанная с невозможностью получения необходимых скоростей истечения газовой струи, в результате чего время пребывания газового потока в дутьевом канале превышает инкубационный период воспламенения газа. Последнее приводит к воспламенению и горе нию топлива непосредственно в дутьевом канале, в его теплонапряженной головной части, что оказывает коррознонное и тепловое воз. действие на металл корпуса. К недостаткам этой конструкции следует отнести также по. паданке значительной части струн газа в пери. ферийную зону горна печи, в которой из.за недостатка кислорода затруднена газификация сажистого углерода - продукта разложения9088 г Такое выполнение фурмы позволяет осуществить движение газовой струи, содержащей .утлеводородные компоненты, со сверхзвуковой скоростью и вынести процесс горения эа канал фурми, в рабочее пространство печи, в центральную часть окислительной области фурменной эоны",При этом время пребывания газов в дутьевом канале фурмы меньше инкубационного периода воспламенения газа,Устранение непосредственного контакта газовой струи со стенкой дутьевого канала фурмы практически исключает коррозионное воздействие на корпус фурмы сернистых соединений, а также значительно уменьшает приток тепла к фурме, что позволяет повысить срок ее службы, снизить потери тепла (с охлаждающей водой) и сокращает число незапланированных остановок доменной печи, в результате чего повышается производительность печи и снижается расход кокса.На фиг, 1 изображена дутьевая фурма доменной печи, продольный разрез; на фиг. 2 распределение компонентов газа в фурменнойзоне печи.фурма содержит водоохлаждаемый полый корпус 1 с головкой 2, через полость корпуса в дутьевсй канал 3 выведен газоподводящий патрубок 4, Выходной конец патрубка вы. полнен в виде сопла 5 Лаваля ось которого найравлена под углом А к оси фурмы и пересекается с нею на расстоянии Б диаметра дутьевого канала от торца головки. При этом 50И метана, а также ухудшается использование впечи восстановительной способности газа врезультате меньшей загруженности перифериишахты и заплечиков желеэнорудными окисла.ми.Цель изобретения - повышение эксплуата.ционной стойкости фурмы путем снижениякоррозиоиного и теплового воздействия газо.вой струи на стенки. дутьевого канала корпуса фурмы, а также улучшение распределениявосстановительных реагентов по сечению печи.Это, в свою очередь, позволяет повыситьпроизводительность доменных печей при рабо.те на коксовом газе или на смеси коксового и природного газови снизить удельный расход кокса иа выплавку чугуна,Поставленная цель достигается тем, чтов дутьевой фурме доменной печи, содержащейкорпус с дутьевым каналом и головкой, водоохлаждаемую полость с газоподводящейтрубкой с насадкой в виде сопла Лаваля,выведенной в дутьевой канал, ось сопла направлена под углом 35-45 к продольнойоси фурмы и пересекается с ней на расстоянии 01 - 0,4 диаметра дутьевого канала отторца головки. 1 20 И 30 3 49 4 4оптимальное значение угла А находится в пределах 35 - 45, а оптимальное значение рас. стояния Б - в пределах 0,1 - 0,4 диаметра дутьевого канала, Выходной торец сопла 5 может быть выполнен заподлицо со стенкой дутьевого канала, однако целесообразней выполнение среэа сопла осуществить под углом 90 к оси сопла. Последнее обеспечивает газовой струе в процессе истечения лучшуюсформированность и жесткость.Устройство работает следующим образом, Газ под давлением, превосходящим давление в печи на 2 - 3 кг/см, поступает к соплу 5 через газоподводящий патрубок 4, Одновременно через дутьевой канал 3 подают горячее дутье с температурой 1100 - 1300 С, а полый корпусфурмы интенсивно омы. вают охлаждающей водой В процессе истече. гпгя.газа через сопло 5 Лаваля газовая струя формируется, повышает свою жесткость и с высокой (сверхзвуковой) скоростью истекает через дутьевой канал 3 совместно с дутьем в рабочее пространство печи и воспламеняется за торцом фурмы, в циркуляционной зоне горна. При этом горение газообразного топлива происходит в окислительной зоне рабочего пространства, где выделяемое теп. ло не воздействует на корпус 1 фурмы Ис. течение газовой струи через солло 5 Лаваля обеспечивает скорость движения 350-450 мс, а размещение сопла 5 под углом 35 - 45 и пересечение его оси с осью фурмы на рассто янии 0,1 - 0,4 диаметра дутьевого канала от торца головки обеспечивает время пребывания топлива в дутьевом канале 3 фчрмы меныде инкубационного периода воспламенения. В этом случае практически отсутствует непосредственный контакт газовой струи с корпусом фурмы и значительно снижено тепловое и коррозионное воздействие продуктов горения на поверхность корпуса фурмы, расположенного в рабочем пространстве горна печи.Уменьшение угла А наклона сопла менее 35 и расстояния Б менее величины 0,1 приводит к соприкосновению верхней части головки 2 с продуктами горения, что разрушает ее в местах контакта за счет теплового и коррозионного действия высокотемпературных газов, .содержащих сернистые соединения. Увеличение угла А наклона сопла более 45 и расстояния Б более величины 0,4 приводит к соприкосновению нижней части поверхности дутьевого канала 3 с продуктами горения и разрушает корпус фурмы в местах контакта, а также приводит к увеличению при тока тепла к водоохлаждаемому корпусу 1, что, в свою очередь, повышает темпегагуру охлаждающей воды и отложение солей в охлаж90881даемой полости, а такж уве елнчнвае 1 потери тепла с водой.БОптимальное значение вели чин А н оп. ределены в процессе сте дн овых испытаний. Ф ма с диаметром дутьевого кканала 180 мм испытывается в камере сгорания рос и тнводавлением в 3 атм. В качестве топлива ис. пользуют коксовыи газ.2000 Расход коксового газа сост авляет 2 2500 нм/ч, а давление газа находихо тся в пре О5 6, Соцло Лаваля выполнено с делах э - о атм, оцл20 мм и углом раскритическим диаметромокрытия сопла 8,Изобретение поозволяет повысить эксплу 15 атационную стойкость ч,урф мы за счет устране. ния непосредственного контакта акела с ме.ения и тока таплом ко;рпуса н головки, сниж ри 1, 6тепла к охл аждаемой поверхности коррпений.знонного воздействьА сернистых соединени .Формула изобретенияД ьевая фурма доменной печи, содержа.щая корпус с щтьеьевым каналом и головко,водоохлаждаеаждае ю полость с газоподвотпрцейт бкой с насадкой в виде сопла Лаваля выведенной в дутьевой канал,а я с я тем, что, с целью повышения, ось сопла направлена к прк одольевого канала от торца головки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции Кф 2122682,кл. С 21 В 7/00. 1972,9 ие Л Составитель Ю. СеровТехредА,Ач Корректор М. Демчик Редактор Ю. Ковач Заказ 752/28 Филиал ЛПП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 587 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1330 Э 5, Москва Ж, Раушскэя иаб., д. 4/56