CS268642B1

CS268642B1 - Final burning nozzle for hearth steel-making furnaces

Info

Publication number: CS268642B1
Application number: CS887118A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Ing Jenik; Jan Doc Ing Csc Mikolajek; Stanislav Ing Michalik; Zdislav Ing Michalik; Vladimir Ing Splichal; Vladimir Ing Kalandra
Original assignee: Jenik Vladimir; Mikolajek Jan; Michalik Stanislav; Michalik Zdislav; Vladimir Ing Splichal; Vladimir Ing Kalandra
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1988-10-27
Publication date: 1990-03-14
Also published as: CS711888A1

Abstract

Tělaeo doapalovaci trysky sestává z koncentricky uložená kyslíkové trubice, válcová směšovací komory, válcová přepážky a vnějšího válcového pláště, mezi nimiž proudí chladicí voda. Kyslíková komora Je ukončena hlavicí b nejméně dvěma hnacími kyalikovýoi tryskami a směšovací komora Je uzavřena vodou chlazeným dvojitým kuželovým dnem v němž Je zaúatěns od kolmice odkloněná výstupní tryska. Sestava dospalovaci trysky Ja uložena na axiálním ložisku klenby pece s možnosti pootóčeni o 180The body of the ignition nozzle consists of from concentrically stored oxygen tube, cylindrical mixing chamber, cylindrical bulkhead and outer cylindrical shell between which cooling water flows. Oxygen chamber It is terminated by the head b with at least two driving kyalic nozzles and mixing chamber is closed water cooled double cone day in which it is offset from the perpendicular divergent output nozzle. Reporting Nozzles Ja mounted on axial the furnace crown bearing with the possibility of post rotation 180

Description

Vynález řeší konstrukci doepalovací trysky, používané v niatějových ocelářských pecích, a cílem zlepšit využití doapalovacího kyslíku.The present invention addresses the design of a post-firing nozzle used in stainless steel furnaces and to improve the utilization of post-firing oxygen.

Při zkujňovaclm pochodu ve dvounístájových ocelářských agregátech se odtahují ze zkujňovací nlatěje apaliny, které obaahují i podíly vyreagovaného a nespáleného oxidu uhelnatého a jsou odváděny předehřívecí níatěji do odtahového traktu pece. Vsázce v předehřívaci nietěji je tak odevzdávána část fyzikálního tepla spalin a navíc ae klenbou pece vhání doepalovací tryskou tzv. doepalovací kyslík, ve skutečnosti syntetický vzduch obsahující plynný kyslík s dusíkem v přibližně stechiometrickéa poměru 1 t 1, jehož se použije ke spalování oxidu uhelnatého v předehřívecí nietěji a k ohřevu její vsázky. K optimálnímu předehřevu vsázky je zapotřebí, aby ae výtokové proudy doapalovacího kyslíku rychle a dokonale anísily a odpadními otopnými plyny. K tomuto účelu jeou určeny například doepalovací trysky, které mají řešen přívod kyslíku a vzduchu pomocí válcové směšovací komory a výtok této plynné směsi se děje konvertgentní tryskou. Výtokový proud směsi kyslíku a vzduchu je však příliš homogenní a proto vlastní míšení směsi e otopnými plyny probíhá s nízkou intenzitou a využití jejich chemického tepla pro předehřev vsázky je nedokonalé. Osou také známy dospalovací trysky hlubinných ohřívacích pecí, které jeou řešeny jako ejektor, kde přívod vzduchu do směšovací komory je proveden napojením na potrubí tlakového vzduchu a kyslík je přiváděn konvertgentní tryskou do směšovací komory. Výtok plynné směsi ze směšovací komory do pracovního prostoru pece je « proveden konvertgentní dýzou, která je odkloněna od osy soustavy o úhel přibližně 35°. I u této konstrukce se opakují nevýhody ahora zmíněné dospalovací trysky, to jest přílišná homogenita proudu oxidační plynné směsi a její nedokonalé míšení s otopným plynem.During the forging process in double-stable steel aggregates, apalines are withdrawn from the forging ladle, which also contain the fractions of reacted and unburned carbon monoxide and are discharged to the preheating tract of the furnace. Thus, part of the physical heat of the flue gases is transferred to the charge in the preheater and, in addition, so-called post-combustion oxygen, in fact synthetic air containing gaseous oxygen with nitrogen in approximately stoichiometric ratio 1 t 1, is injected through the furnace vault, which is used to burn carbon monoxide in the preheater. no less and to heat its charge. For optimal preheating of the charge, it is necessary that the effluent streams of the after-combustion oxygen are rapidly and completely immersed in the waste heating gases. For this purpose, for example, afterburning nozzles are intended, which have the supply of oxygen and air by means of a cylindrical mixing chamber, and the outflow of this gaseous mixture takes place via a convergent nozzle. However, the outflow stream of the mixture of oxygen and air is too homogeneous and therefore the actual mixing of the mixture with the heating gases takes place with low intensity and the use of their chemical heat for preheating the charge is imperfect. The afterburning nozzles of deep heating furnaces are also known by the axis, which are designed as an ejector, where the air supply to the mixing chamber is performed by connection to a compressed air line and oxygen is supplied by a convergent nozzle to the mixing chamber. The discharge of the gaseous mixture from the mixing chamber into the working space of the furnace is effected by a convergent nozzle which is deviated from the axis of the system by an angle of approximately 35 °. Even with this construction, the disadvantages of the above-mentioned afterburner nozzle are repeated, i.e. the excessive homogeneity of the oxidizing gas mixture flow and its imperfect mixing with the heating gas.

Uvedené nedostatky odstraňuje dospalovací tryska podle předloženého vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že tato tryska sestává z kyslíkové trubice se vstupem kyslíku, válcové směšovací komory ae vstupem vzduchu, válcové přepážky vodního chlazení s odvodem chladicí vody m vnějšího pláště vodního chlazení s odvodem chladicí vody, které jeou navzájem souose uloženy, kde kyslíková trubice zasunutá do válcové směšovací komory je ukončena ve spodní části hlavicí nesoucí nejméně dvě hnací konvergentně-divergentní kyslíkové trysky, kde válcová směšovací komoře zasunutá do válcové přepážky vodního chlazení je ukončena ve spodní části tryskovou hlavicí s výstupní tryskou odkloněnou od podélné oay soustavy a kde válcová přepážka vodního chlazeni je zaaunuta do vnějšího válcového pláště, který stejně jako válcová přepážka vodního chlazení je ukončen kuželovým dnem, ve kterém je zapuštěno ústi výstupní trysky, přičemž dno válcová přepážky vodního chlazení je opatřeno přepouštěcími otvory. K podetatš vynálezu patří také konatrukční prstenec, kterým je vnější válcový plášť uložen na axiálním ložisku v klenbě pece· Podle vynálezu jeou hnací kyslíkové trysky skloněny pod úhlem 1 až 10° k podélné oee kyslíkové komory a výstupní tryska je od podélné osy válcové směšovací komory odkloněna o 30 až 50°.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the afterburner nozzle according to the present invention, the essence of which consists in that the nozzle consists of an oxygen tube with oxygen inlet, cylindrical mixing chamber and air inlet, cylindrical water cooling baffles with cooling water outlet m. which are coaxially mounted with each other, wherein the oxygen tube inserted into the cylindrical mixing chamber is terminated in the lower part by a head carrying at least two driving convergent-divergent oxygen nozzles, deviated from the longitudinal system and wherein the cylindrical water cooling baffle is inserted into an outer cylindrical shell which, like the cylindrical water cooling baffle, terminates in a conical bottom in which the mouth of the outlet nozzle is recessed, the bottom of the cylindrical water cooling baffle being provided with overflow openings. The invention also relates to a conveying ring by means of which the outer cylindrical shell is mounted on an axial bearing in the furnace dome. by 30 to 50 °.

Směšování kyslíku ae vzduchem v doepalovací trysce podle vynálezu probíhá velmi intenzivně a s vysokou účinností. Sklon podélných os hnacích kyslíkových trysek vede k interakci výtokových proudů a v důsledku toho k reflexi tlekových vln v proudu. Průchodce kyslíku a vzduchu reflexi tlekových vln vzniká nespojitý, pulzačni průtok plynná směsi válcovou směšovací komorou a její nespojitý výtok do pracovního prostoru pece s frekvencí 0,4 mž o,8 kHz. Při pulzačním, nespojitém výtoku ss podstatní zlepšuje směšování oxidační doapalovací plynné směsi s otopným plynem, vznikající· ve zkujňovací nietěji a zvyšuje se tak rychloat apelování, která má pozitivní vliv ne množetví tepla přenášeného na vaázku v předehřívané níatěji. Uloženíadoepalovacl trysky v klenbě pece na axiálním ložisku je umožněno její otáčeni v rozsahu až 180°, což uenadňuje zaměřeni výtokového pulzujícího proudu aměai do nístěje v závieloatl na pracovním cyklu pece a v nepracovní poloze ae odvrácením ústí tryaky zamezí jejímu znečišťováni Sáeticeei obsaženými v pecních plynech.The mixing of oxygen and air in the afterburning nozzle according to the invention takes place very intensively and with high efficiency. The inclination of the longitudinal axes of the driving oxygen nozzles leads to the interaction of the outflow streams and consequently to the reflection of the pressure waves in the stream. The passage of oxygen and air to the reflection of the pressure waves results in a discontinuous, pulsating flow of the gaseous mixture through the cylindrical mixing chamber and its discontinuous outflow into the working space of the furnace with a frequency of 0.4 m 2, .8 kHz. In the case of a pulsating, discontinuous effluent, the ss substantially improves the mixing of the oxidizing afterburning gas mixture with the heating gas formed in the smelter and thus increases the rapid application time, which has a positive effect on the amount of heat transferred to the batch in the preheated thinner. The mounting of the nozzle in the vault of the furnace on the axial bearing allows its rotation in the range of up to 180 °, which makes it easier to direct the outflow pulsating current into the hearth at the operating cycle of the furnace and in the non-working position.

CS 268 642 BlCS 268 642 Bl

Vynález je v přikladu provedeni schematicky znázorněn na připojeném výkresu představujícím podélný osový řez dospalovaci tryskou v klenbě dvounístějového zkujňovacího agregátu.The invention is schematically illustrated in the exemplary embodiment in the attached drawing, which represents a longitudinal axial section of a post-combustion nozzle in the vault of a two-stage forging unit.

Soustavu dospalovaci trysky tvoři tvoři souose uložená válcová tělesat kyslíková trubice 1 se vstupem 2 kysliku na epodnim konci ukončená hlavici 3 se čtyřmi konvergentně-dlvergentními hnacími kyslíkovými tryskami 4. Kyslíková trubice je uložena ve válcové směSovací komoře 5, která je opetřena vstupem 6 tlakového vzduchu a je ve své spodní části ukončena tryskovou hlavicí 7 s výstupní tryskou 8. Válcová emššovací komora 5 je uložena ve válcové přepážce 9 vodního chlazení, která je ve spodní části opatřena kuželovým dnem 10 s přepouštěcími otvory 11. Válcová přepážka 9 vodního chlazeni je zasunuta ve vnějším válcovém plášti 12 vodního chlazení opatřené odvodem 13 chladicí vody a ten je ukončen podobně jako válcová přepážka 9 kuželovým dnem 14 ve kterém je zapuštěno ústí 15 výstupní trysky 8. K vnějšímu válcovému plášti 12 je připevněn konstrukční prstenec 16, kterým celá sestava dospalovaci trysky spočívá na axiálním ložisku 17, umožňující· její otáčivý pohyb v klenbš 16 pece. Hnací kyslíkové trysky 4 svírají s podélnou osou soustavy úhel G · 1 až 10° a výstupní tryska 8 je od této osy odkloněna o úhel et - 30 až 50°.The afterburner system consists of coaxially mounted cylindrical bodies oxygen tube 1 with oxygen inlet 2 at the epodermic end terminated by a head 3 with four convergent-convergent driving oxygen nozzles 4. The oxygen tube is housed in a cylindrical mixing chamber 5 which is lined with compressed air inlet 6 and is terminated in its lower part by a nozzle head 7 with an outlet nozzle 8. The cylindrical mixing chamber 5 is housed in a cylindrical water cooling partition 9, which is provided in the lower part with a conical bottom 10 with overflow openings 11. The cylindrical water cooling partition 9 is inserted in the outer a cylindrical casing 12 of water cooling provided with a cooling water outlet 13 and this is terminated similarly to a cylindrical partition 9 by a conical bottom 14 in which the mouth 15 of the outlet nozzle 8 is recessed. axial bearing 17, allowing its rotational movement in the vault 16 of the furnace. The driving oxygen nozzles 4 form an angle G · 1 to 10 ° with the longitudinal axis of the system and the outlet nozzle 8 is deviated from this axis by an angle et - 30 to 50 °.

Chladicí voda vstupuje přívodem 19 do prostoru mezi válcovou přepážkou 9 a válcovou směšovací komorou 5, vystupuje přepouštěcími otvory 11 mezi kuželovými dny IQ. 14, proudí vzhůru prostorem mezi válcovou přepážkou 9 a vnějším válcovým pláštěm 12 a vytéká odvodem 13, přičemž intenzivně chladí tepelně exponovanou dolní část dospalovaci trysky.The cooling water enters through the inlet 19 into the space between the cylindrical baffle 9 and the cylindrical mixing chamber 5, exits through the overflow openings 11 between the conical bottoms IQ. 14, flows upwards through the space between the cylindrical baffle 9 and the outer cylindrical shell 12 and flows out of the outlet 13, intensively cooling the thermally exposed lower part of the afterburner nozzle.

Claims

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

1. After-firing nozzle of steel steel furnaces, placed in the vault of the furnace, cooled by water, into the mixing chamber of which pressurized oxygen and air are supplied in separate volume ratio through separate inlets, characterized in that it sits from an oxygen tube (1) with inlet (2) of cylinders, cylindrical mixing chambers (5) with air inlet (6), cylindrical partitions (9) of water cooling with inlet (19) of cooling water and outer casing (12) of water cooling with drainage (13) of cooling water, which are placed coaxially with each other , where the oxygen tube (1) inserted into the cylindrical mixing chamber (5) is terminated in the end part by a head (3) and at least two driving oxygen nozzles 1 (4) of convergent-length type, wherein the cylindrical mixing chamber (5) inserted into the cylindrical baffle ( 9) of water cooling is terminated in the lower part by a nozzle head (7) with an outlet nozzle (8) deviated from the longitudinal axis of the system and where the cylindrical partition (9) of water cooling is inserted into the outer cylindrical shell (12). the cylindrical partition (9) of water cooling is terminated by a conical bottom (14), in which the mouth (15) of the outlet nozzle (8) is recessed, while the bottom (10) of the cylindrical partition (9) of water cooling is provided with overflow openings (11).

2. A post-combustion nozzle according to claim 1, characterized in that the structural ring (16) of its outer cylindrical shell (12) is mounted on the axial bearing (17) of the furnace dome (18).

3. Combustion nozzle according to claim 1, characterized in that the driving oxygen nozzles (4) in the head (3) form an angle β »1 to 10 ° with the longitudinal axis of the oxygen chamber (1).

4. A post-firing nozzle according to claim 1, characterized in that the outlet nozzle (8) is deflected from the longitudinal axis of the cylindrical mixing chamber (5) by an angle cZ. 30 to 50 °,