Дутьевая фурма доменной печи

(54 ДУТЬ ЕВАЯ А ДОМЕННОЙ ПЕЧИ те окисления номе газа и раов сгорасчете -ироднопролуконечномокса п по сече- оэффираспределени печи, а в е замены зом риродныкой. гон топливноиОтносительная гл до овения оп на проник ляется зависимост= К бсолютная глубина проникн е и вения;- диаметр выходного сечениягазоподводящей трубки;- опытный коэффициент, зависщий от угла встречи, приа = 90 величина Кс наибошая и составляет 2,2; Изобретение относится к черной металлур 1 гии и может быть использовано в доменном производстве при подаче в фурменную зону заменителей кокса, например природного газа.Подача природного газа в горн доменной печи производится, как правило, через одну5 газоподводящую трубку, проходящую через водоохлаждаемую полость воздушной фурмы и выходящую в верхнюю полость фурмы на расстоянии 150 - 200 мм от ее среза, Диаметр1 О газоподводящей трубки, определяющий при постоянном давлении природного газа глуби.ну проникновения его струи в поток дутья, выбирается из условия обеспечения максимапь. ного расхода природного газа и остается неиэ 15 менным при изменении расхода природного газа на фурму. Даже при наличии в цехе до менных печей разного объема, работающих с различными соотношениями скоростей потоков природного газа и дутья, воздушные фурмы чаще всего оборудуются газоподводящими трубками одинакового внутреннего диаметра. Не.достатком применяемого подвода является от. сутствие воэможности регулирования глубины проникновения струи природного газа в повоздушного дутья и поддержания ее величина оптимальном уровне прн изменении его хода, что отрицательно сказывается3 9088Ю и Ю - скорости потоков газа и дутьясоответственна;р и р - плотности потоков газа и дутьяГв рабочих условиях соответст.венно, 5Иэ этой зависимости следует, что увеличе ние глубины проникновения и, следовательно, степени смещения сносабствует ввод струи газа под утлом 90 к потоку дутья и увели. чение скорости газа за счет уменьшения сече. ния газоподводящей трубки (при постоянном давлении природного газа).При постоянном диаметре гаэоподводящей трубки уменьшение расхода природного газа приводит к уменьшению глубины проникновения его струи в поток дутья и уменыцению степени его использования в печи.Так, для условий доменной печи обьемом 1033 м при внутреннем диаметре гаэонадводящей трубки 22 мм и диаметре воздушной фурмы 180 мм уменьшение расхода природ. ного газа с 13% по отношению к дутью до 7 и 5% приводит к уменьшению глубины про. никновения с 91 м до 51 и. 40 мм соатвет. ственна.При Ь менее 90 мм (ось фурменной зоны) наблюдается неполнота сгорания природного газа в фурме, неравномерность распределения продуктов его сгорания по сечению горна, , что ухудшае эффективность использования30 природного газа в печи. Значительное проникновение струи газа за осевую зону (Ь)90 мм) также отрицательно сказывается на эффектквнасти использования газа, так как в этом случае факел горения его приближается к противаполокной от места ввода газа стенке фурмы, что приводит к возрастанию тепловых потерь с охлаждающей водой. Таким образом, имеется технологическая целессобраэность поддержания глубины проникновения струи природного газа при изменении ега расхода наоптимальном уровне (Ь "ф - дф ), Достигнуть12этого можно, если ввод природного газа ввоздушную фурму осуществить через две илиболее трубок переменного сечения.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является дутьевая фурма доменной пеи,содержащая водоохлаждаемый корпус с каналом для подвода дутья, фланец и топливоподводящие трубки, проходящие через водоох.лаждаемую полость фурмы и соединенные сканалом ;1,Недостатком этой фурмы является отсутствие возможности изменять скорость природного газа, так как абе трубки имеют одинаковый диаметр,Цель изобретениясоздание условийдля регулирования глубины проникновенияприродного газа и улучшения смешения егос дутьем, повышение равномерности распреде.ления водорода по сечению лечи и степени использования восстановительной энергии газо.ваго потока,Указанная цель достигается тем, что вфурме трубки выполнены с разными выход.ными сечениями, составляющими 0,4 - 1,2 и1,2 - 5,0% площади выходного сечения каналафурмы,Подача через несколько трубок разногодиаМетра осуществляется с целью уменьшитьсопротивление газоподводящего тракта в случае недостаточного давления природного газа.Переключение подачи газа осуществляется кранам, установленным вблизи фланца фурмы.Для того, чтобы исключить течение топливно.го потока по внутренней поверхности фурмыи обеспечить хорошее смешение с дутьем ско.рость истечения природного газа (мазута) приреально возможных изменениях его расходадолжна составлять 0,7 - 1,2 скорости дутья. Приуменьшении этого отношения ниже 0,7 наблю.дается ухудшение степени окисления природ.ного газа в фурменной полости и ева использования. Увеличение этого соотцошепил выше1,2 приводит к перемещению факела к противоположной стенке фурми и существешюмуувеличению потерь тепла с охлаждающей водой,Указанный диапазон соотношения скоростей потоков обуславливает проникновение струи газа к центру фурмы при незначительном увеличении тепловых потерь через фурму, Задава.ясь величиной Ь, райной - 61, и величинойМ/2- , равной 0,7 и 1,2, по преобразованнойВдформуле (1) можно найти диаметры трубок, обеспечивающихоптимальное условие замешивания природногогаза с дутьем для указанных соотношений ихскоростей, определяемых изменение расходаприродного газа,Для типичных условий плавки 1 =1100 С,р = 4 атм, р = б атм, р= 4,02 г/смр = 1,02 г/см, д = 180 мм, величина д4Ф16составит 17 и 30 мм соответственно дляФд0,7 и 1,2, а сечения трубок 0,8 и 3% площади выходного отверстия воздушной фурмы,Для реально возможных расходов природногогаза диаметры газоподводящих трубок могутбыть 12 - 20 и 20 - 40 мм, аихсечения 0.,4- 290885и 1,2 - 5, площади выходного сечения возлуш.ной фурмы,При изменении предлагаемой схемы вводаприродного газа (а она целесообразна и прлвдувании в печь мазута) вдуваемое топливосгорает уже в пределах самой фурмы. Пос.кольку температура дутья на современныхпечах находится на уровне 1100 - 1200 С, топри существующих расходах природного газа(до 10 - 15% к дутью) при хорошем смещении 1 Осмесь получается с температурой по крайнеймере не ниже 850 - 900 С, а температуравспышки природного газа составляет 645 С.Таким образом, создаются условия для сгорания инжектируемой добавки в пределах фурмы 15При этом увеличивается объем газов в фурмениом приборе и их температура, Это вызы.вает повышение давления и скорости истечения газовой смеси из фурмы, естественно, росткинематической энергии дутья, В свою оче. 2 Оредь, увеличение кинетической энергии дутьявоздействует на размеры фурменной зоны иулучшает распределение газов-восстановителейпо радиусу печи. При этом сгорание в нределах фурмы только 10% природного газа приводит к увеличению кинетической энергии на30%.На чертеже показана фурма, продольныйразрез.Конструкция фурмы доменной печи состо. ЗОит из водоохлаждаемого корпуса 1, фланца 2,топливоподводящих трубок 3 и 4, пропущенных через фланец 2 и водоохлаждаемую полость 5 фурмы, и крана. переключателя 6. Дляулучшения условий сжигания вводы топливоподводящих трубок 3 и 4 в ноток дутья расположены под углом. 90 к нему на различном расстоянии от фланца по окружности воздушной фурмы.Фурма используется следующим образом. 4 ОПриродный газ поступает через кран-переключатель 6 к топливоподводящим трубкам3 и 4 разного сечения (0,4 - 1,2 и 1,2 - 5,0%площади выходного отверстия воздушной фур. 2 6мы), В зависимости от установленного расхо.да газа выбирается;рубка нужного диаметра,обеспечивающая проникновение струи газа вцентральную зону фурменной полости, Прн из.мененин расхода газа подача его посредствомкрана переключается на другую трубку, чтообеспечивает сохранение оптимальных условийего окисления в фурме при изменившемсярасходе,Конструкция предлагаемой фурмы позво.ляет регулировать условия смесеобраэования исжигания вдуваемых дополнительных топливпри различных соотношениях их с дутьем ипригодна к установке па доменных печах разного объема, увеличивает равномерность распределения продуктов горения дополнительныхтоплив и горновых газов ло сечению печи,Кроме того, сохраняется простота конструкциин обслуживания фурм, сопротивление газоподводящего тракта.При применении предлагаемой фурмы следует ожидать сокращения расхода кокса засчет увеличения степени использования газового потока н увеличения количества вдуваемых топлив при сохранении высоких коэффициентов замены.Формула изобретенияДутьевая фурма доменной печи, содержащая водоохлаждаемьй корпус с каналом дляподвода дутья, фланец и топливоподводяпаетрубки, проходящие через водоохлаждаемуюполость фурмы и соединенные с каналом,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюдостижения полноты газификации топлив, трубки выполнены с разными выходными сечениями, составляющими 0,4 - 1,2 и 1,2 - 5,0%площади выходного сечения канала фурмы,Источники информации,принятые во внимание нри экспертттзе1, Авторское свидетельство СССР йе 477194,908812 Составитель Ю. СеровТехред Т.Маточка Корректор тор Ю. Ковач Тираж 587 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушскал наб., д.