RU1771486C

RU1771486C - Tuyere

Info

Publication number: RU1771486C
Application number: SU914912684A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Плешков; Юрий Викторович Савастьянов; Анатолий Андреевич Мещеряков; Иван Сергеевич Яриков; Николай Иванович Сапрыкин
Original assignee: Новолипецкий металлургический комбинат
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1992-10-23

Abstract

Изобретение относитс к металлургии, а именно к оборудованию доменной печи, с помощью которого организуетс подача высокотемпературного, обогащенного кислородом дуть и дополнительного газообразного топлива (например природного газа) в доменную печь. Фурма содержит два ввода природного газа. Первый газовый патрубок вводит газ в рабочий канал фурмы в водоохлаждаемой зоне корпуса фурмы, друга часть газа вводитс через кольцевую полость толстостенного носка, соединенную с рабочим каналом фурмы проходами, расположенными по всей окружности. Проходы имеют различное угловое направление к оси фурмы в зависимости от расположени ввода первого газового патрубка. 2 з.п.ф-лы, Зил.The invention relates to metallurgy, in particular to the equipment of a blast furnace, by means of which a high-temperature, oxygen-enriched blowing and additional gaseous fuel (e.g. natural gas) is supplied to a blast furnace. The lance contains two inputs of natural gas. The first gas pipe introduces gas into the lance working channel in the water-cooled zone of the lance body; another part of the gas is introduced through the annular cavity of the thick-walled sock connected to the lance working channel by passages located around the entire circumference. The passages have a different angular direction to the axis of the lance, depending on the location of the inlet of the first gas pipe. 2 C.p. fs, Zil.

Description

слcl

сwith

Изобретение относитс к металлургии. а именно к оборудованию доменной печи.The invention relates to metallurgy. namely, the equipment of a blast furnace.

Известна дутьева фурма доменной печи , содержаща водоохлаждаемый корпус, образованный наружным и внутренним усеченными конусами, с фланцем и рыльной частью на торцах и пропущенную через полость корпуса газоподвод щую трубку с дополнительным соплом, установленным на ее продолжении и выведенным в рабочий канал в околорыльной части 1. Известна также дутьева фурма дл доменной печи в рабочем канале которой размещен жаропрочный экран, образующий с корпусом кольцевой зазор, соединенный отверсти ми с газоподающими каналами с целью подогрева природного газа подаваемого в печь и улучшени смешивани его с дутьевым 2.A blast furnace tuyere is known, which contains a water-cooled casing formed by outer and inner truncated cones, with a flange and a snout on the ends and a gas supply tube passed through the cavity of the casing with an additional nozzle installed on its extension and brought into the working channel in the near-neck part 1. Also known is a blowing tuyere for a blast furnace in the working channel of which a heat-resistant screen is placed, forming an annular gap with the housing, connected by openings with gas supply channels with the aim of heating the natural gas supplied to the furnace and improving mixing it with the blast 2.

Однако, эти конструкции дутьевых фурм доменных печей имеют существенные недостатки . Известно, что при вводе природногоHowever, these blast furnace tuyere designs have significant drawbacks. It is known that when entering natural

газа и его смешивани с дутьем происходит его сгорание, что предопредел ет развитие высоких температур у стенки рабочей полости , особенно рыльной части фурмы. Фурма 1 посредством установки дополнительного сопла и подачей через это сопло природного газа способствует снижению термических напр жений металла корпуса. Но конструкций фурмы 1 не способствует снижению потерь тепла с охлаждением, предварительному подогреву газа перед подачей его в дутье и повышению эффективности использовани газа в доменной печи.gas and its mixing with the blast, it burns, which determines the development of high temperatures near the wall of the working cavity, especially the back of the lance. The lance 1 by installing an additional nozzle and supplying natural gas through this nozzle helps to reduce the thermal stresses of the body metal. But the structures of lance 1 do not contribute to reducing heat loss with cooling, preheating the gas before it is blown, and increasing the efficiency of using gas in a blast furnace.

Фурма 2 позвол ет подготавливать природный газ перед подачей его в рабочую полость, однако подача газа в рабочую полость фурмы в первой трети ее длины от фланца вызывает резкое повышение термических напр жений металла корпуса рыльной части фурмы и снижени ее стойкости.The lance 2 allows the preparation of natural gas before it is fed into the working cavity, however, the supply of gas to the working cavity of the lance in the first third of its length from the flange causes a sharp increase in thermal stresses of the metal of the housing of the rear part of the lance and reduces its resistance.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому реV4 ЧClosest to the invention in technical essence and achievable reV4 H

аand

Ь 00B 00

оabout

0000

зультату вл етс фурма доменной печи, имеюща кольцевую полость, выполненную в носке и соединенную тангенциональными проходами в верхней части с каналом фурмы . Кольцева полость соединена с патруб- ком подвода газа 3.The result is a lance of a blast furnace having an annular cavity formed in the toe and connected by tangential passages in the upper part to the lance channel. The annular cavity is connected to the gas supply pipe 3.

Недостатками конструкции данной фурмы вл ютс :The disadvantages of the design of this lance are:

1.подвод газа в полость носка фурмы снижает, возможность существенного подогрева газа за счет тепла носка фурмы перед подачей в дутье.1. the gas supply to the lance of the lance of the lance reduces the possibility of a substantial heating of the gas due to the heat of the lance of the lance before being fed into the blast.

2.подача всего газа в рыльную часть и вывод его только в верхней полости через тангенциальные каналы не обеспечивает хорошего смешивани и горени газа, что снижает кинетическую энергию струи дуть ,2. the supply of all gas to the back part and its removal only in the upper cavity through the tangential channels does not provide good mixing and combustion of the gas, which reduces the kinetic energy of the jet to blow,

ее проникающую способность.its penetrating ability.

3.часть несгоревшего, плохо смешан- ного с дутьем газа может оказатьс в зонах, благопри тных дл пиролиза газа, что снижает эффективность применени газа.3. Part of the unburned, poorly mixed with the blast gas may be in areas favorable for gas pyrolysis, which reduces the efficiency of gas use.

4« прогар рыльной части приближает очагвысокихтемпературктонкомууплотне- нию, что приведет к немедленному выходу фурмы из стро .4 “burnout of the firing part brings the hot-heat seal to the focus, which will lead to the immediate failure of the lance.

Целью изобретени вл етс повышение стойкости фурмы и повышение эффективности использовани природного газа за счет его подогрева и улучшени смешивани дуть с газом.The aim of the invention is to increase the durability of the lance and increase the efficiency of use of natural gas by heating it and improving the mixing of the blow with gas.

Поставленна цель достигаетс тем, что часть газа, поступающего на фурму, подаетс по пропущенной через водоохлаждае- мую полость газоподвод щей трубке в закрытую кольцевую полость, выполненную в рыльной части и соединенной каналами с рабочим каналом фурмы.The goal is achieved in that a part of the gas entering the tuyere is fed through a gas supply tube passed through a water-cooled cavity into a closed annular cavity made in the back of the tank and connected by channels to the tuyere working channel.

Каналы, соедин ющие кольцевую по- лость с рабочим каналом, размещены рзди- ально к рабочему каналу фурмы.The channels connecting the annular cavity with the working channel are located in the rear of the lance working channel.

В зависимости от расположени ввода патрубка в рабочий канал фурмы, что определ ет ,и расположение зоны наивысших температур в рабочем канале фурмы оси каналов, соедин ющих кольцевую полость с рабочим каналом фурмы, составл ют с осью фурмы угол от 45° до 135°.Depending on the location of the nozzle inlet into the lance working channel, which determines the location of the highest temperature zone in the lance working channel, the axis of the channels connecting the annular cavity to the lance working channel makes an angle from 45 ° to 135 ° with the lance axis.

Минимальный угол наклона оси каналов делаетс при расположении патрубка у фланца фурмы и угол в 135° при расположении патрубка во второй половине рабочего канала фурмы.A minimum angle of inclination of the axis of the channels is made when the nozzle is located at the lance flange and an angle of 135 ° when the nozzle is located in the second half of the lance working channel.

Рассто ние от кольцевой полости до внутреннего торца утолщени составл ет 0,5-1,0 рассто ни от газовой полости до наружного торца утолщени ,The distance from the annular cavity to the inner end of the bulge is 0.5-1.0 the distance from the gas cavity to the outer end of the bulge,

Утолщение в рыльной части выполнено из меди.The thickening in the snout is made of copper.

Таким образом, за вл ема фурма соответствует критерию изобретени новизна .Thus, the claimed lance meets the criteria of the invention of novelty.

Сравнение за вл емого технического решени не только с прототипом, но и с другими техническими решени ми в данной области техники показывает, что способы ввода природного газа в рабочий канал решают отдельные задачи порознь - либо подогрев газа, либо повышение надомекности за счет совершенствовани ввода.Comparison of the claimed technical solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in the given field of technology shows that the methods of introducing natural gas into the working channel solve individual problems separately — either heating the gas or increasing the homeowness by improving the input.

Однако известные в общем-то способы ввода природного газа в данной комбинации нар ду с предложенными элементами конструкции фурмы, совокупность признаков за вл емого устройства, про вл ют новые , не присущие ранее известным техническим решени м, свойства, выражающиес в повышении стойкости фурмы и эффективности использовани природного газа за счет его подогрева и улучшени смешивани дуть с газом.However, the generally known methods of introducing natural gas in this combination, along with the proposed lance construction elements, the set of features of the claimed device exhibit new properties that are not inherent in previously known technical solutions, which are expressed in increasing the lance stability and efficiency the use of natural gas by heating it and improving the mixing of blowing with gas.

Это позвол ет сделать вывод о соответствии технического решени критерию изобретени существенные отличи .This allows us to conclude that the technical solution meets the criteria of the invention with significant differences.

На фиг. 1 изображена предлагаема фурма, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - то же, вид со стороны фланца; на фмг. 3 - разрез no A-A на фиг. 1,In FIG. 1 shows the proposed lance, a General view in section; in FIG. 2 - the same view from the flange; on fmg. 3 is a section no A-A in FIG. 1,

Фурма состоит из водоохлаждаемого корпуса, состо щего из внешней 1 и внутренней 2 рубашек, фланца 3, рыльной части 4, имеющей кольцевую полость 5, рабочего канала фурмы б, каналов 7, соедин ющих кольцевую полость рабочим каналом б, газоподвод щей трубки 8, патрубка 9.The lance consists of a water-cooled case, consisting of an outer 1 and an inner 2 shirts, a flange 3, a back part 4 having an annular cavity 5, a working channel of the lance b, channels 7 connecting the annular cavity with a working channel b, a gas supply tube 8, a pipe 9.

Фурма работает следующим образом.Tuyere works as follows.

Через рабочий канал фурмы б подают высокотемпературное, обогащенное кислородом дутье, а дополнительное топливо (природный газ) по газоподвод щей трубке 8 и через патрубок 9, кольцевую полость 5 и каналы 7 ввод т в поток дугь .High-temperature, oxygen-enriched blast is supplied through the working channel of tuyere b, and additional fuel (natural gas) is supplied through gas supply pipe 8 and through pipe 9, annular cavity 5, and channels 7 are introduced into the arc stream.

Ввод части газа через патрубок 9 позволит обеспечить первичное смешивание газа с дутьем, а ввод дополнительного газа через кольцевую полость 5 рыльной части 4 (газ будет вл тьс хладагентом этой части) позволит его подогреоать и вводить в зону, где развиваютс наиболее высокие температуры от сгорани газа, вводимого через патрубок 9,11 и тем самым, снижать термическое напр жение металла фурмы. Одновременно происходит дополнительное улучшение смешивани газа с дутьем, что более полное горение и эффективное использование в доменной печи.The introduction of a part of the gas through the nozzle 9 will allow primary mixing of gas with the blast, and the introduction of additional gas through the annular cavity 5 of the nozzle part 4 (the gas will be the refrigerant of this part) will allow it to be heated and introduced into the zone where the highest temperatures from gas combustion develop introduced through nozzle 9.11 and thereby reduce the thermal stress of the lance metal. At the same time, there is an additional improvement in mixing gas with blasting, which is more complete combustion and efficient use in a blast furnace.

Заключение кольцевой полости 5 между двум достаточными по толщине медными р ыльными част ми позвол ют продолжатьThe conclusion of the annular cavity 5 between two sufficiently thick copper rile parts allow to continue

работать на фурме даже в услови х локального прогара медной части до кольцевой полости со стороны внутреннего пространства печи. В этом случае газ будет идти как через каналы 7 кольцевой полости, так и через место локального прогара.work on the lance even in conditions of local burnout of the copper part to the annular cavity from the side of the furnace interior. In this case, the gas will go both through the channels 7 of the annular cavity, and through the local burnout.

Улучшение организации газового потока благодар обеспечению подачи природного газа в двух зонах позвол ет улучшить подготовку газа и его смешивание с дутьем, повысить стойкость фурмы и использование газа в печи.Improving the organization of the gas flow due to the supply of natural gas in two zones allows to improve the preparation of gas and its mixing with the blast, to increase the resistance of the lance and the use of gas in the furnace.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION 1. A blast furnace lance comprising a water-cooled body formed by outer and inner truncated cones with a flange and a snout with a thickening, and a gas supply tube passed through a water-cooled cavity, brought into a closed annular cavity made in the fish part and connected by channels with working channel

and

tuyeres, characterized in that, in order to increase the durability of the tuyere and increase the efficiency of using natural gas by heating it and improving mixing with the gas, it is equipped with a pipe connecting the gas supply pipe 20 to the working channel of the tuyeres, channels connecting the annular cavity with a working channel, placed radially to the working channel of the lance.

2. A lance according to claim 1, characterized in that the axis of the channels connecting the annular cavity with the working channel of the lance make an angle from 45 to 135 ° with the axis of the lance.

3. A lance according to claim 1, characterized in that the distance from the annular cavity to

30 of the inner core of the bulge is 0.5-1.0 distances from the gas cavity to the outer butt of the bulge.

4. The tuyere according to claim 1. characterized in that the thickening in the back part is made of copper.

7

W

te.2

Aa