RU216595U1 - Blast furnace lance - Google Patents

Blast furnace lance Download PDF

Info

Publication number
RU216595U1
RU216595U1 RU2021139075U RU2021139075U RU216595U1 RU 216595 U1 RU216595 U1 RU 216595U1 RU 2021139075 U RU2021139075 U RU 2021139075U RU 2021139075 U RU2021139075 U RU 2021139075U RU 216595 U1 RU216595 U1 RU 216595U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lance
channel
blast
blast furnace
coolant
Prior art date
Application number
RU2021139075U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Николаевич Берсенев
Игорь Анатольевич Вавилов
Марина Константиновна Михайлова
Евгений Александрович Волков
Михаил Васильевич Заводчиков
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") filed Critical Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Application granted granted Critical
Publication of RU216595U1 publication Critical patent/RU216595U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к черной металлургии, в частности к конструкциям фурм доменных печей. Фурма доменной печи содержит наружную и внутреннюю обечайки, соединенные по торцам с рыльной частью и фланцем, образующие конический дутьевой канал и охлаждающий контур, патрубки подвода и отвода охлаждающей жидкости. Охлаждающий контур выполнен в виде винтового канала с разделительными стенками, расположенными по всей длине обечаек, выполненными с возможностью направленного движения охлаждающей жидкости. При этом количество витков винтового канала составляет 18, а толщина стенки канала составляет 2 мм. Технический результат заключается в равномерном охлаждении всего корпуса фурмы без образования застойных зон и повышения стойкости фурмы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to ferrous metallurgy, in particular to blast furnace lance designs. SUBSTANCE: blast-furnace tuyere contains outer and inner shells, connected at their ends with the nose part and flange, forming a conical blast channel and a cooling circuit, coolant inlet and outlet pipes. The cooling circuit is made in the form of a helical channel with dividing walls located along the entire length of the shells, made with the possibility of directed movement of the coolant. In this case, the number of turns of the screw channel is 18, and the thickness of the channel wall is 2 mm. EFFECT: technical result consists in uniform cooling of the entire body of the lance without the formation of stagnant zones and increasing the stability of the lance. 3 w.p. f-ly, 1 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к черной металлургии, в частности к конструкциям фурм доменных печей.The utility model relates to ferrous metallurgy, in particular to blast furnace lance designs.

Известна дутьевая фурма доменной печи [Патент РФ № 2460806, МПК C21B 7/16, опубл. 10.09.2012], состоящая из рыльной части, корпуса в виде конической втулки с зигзагообразным отверстием для подвода-отвода охлаждающей жидкости, фланца, соединенного с патрубками подвода-отвода воды и подачи газа. Все элементы соединены между собой неразъемными соединениями (сварка, пайка и др.). Фурма изготовлена из меди марки М1Р.Known blast lance blast furnace [RF Patent No. 2460806, IPC C21B 7/16, publ. 09/10/2012], consisting of a nose part, a body in the form of a conical sleeve with a zigzag hole for supplying and discharging coolant, a flange connected to the pipes for supplying and discharging water and gas supply. All elements are interconnected by permanent connections (welding, soldering, etc.). The lance is made of M1R grade copper.

Недостатками данной конструкции являются:The disadvantages of this design are:

- наличие сварных швов, ослабляющих конструкцию фурмы и усложняющих ее изготовление;- the presence of welds, weakening the design of the lance and complicating its manufacture;

- расположение каналов охлаждения параллельно образующей конусного корпуса, что приведет к неравномерному охлаждению по диаметру корпуса.- the location of the cooling channels parallel to the generatrix of the conical body, which will lead to uneven cooling along the diameter of the body.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности является конструкция фурмы доменной печи [заявка на патент Индии № 201931011211, МПК C21B 7/16, C21C 5/48, H01T 13/20, F01D 5/18, H01T 21/02, опубл. 25.09.2020], в которой охлаждение выполнено в виде полости с винтовым каналом, содержащим 1,5 витка. Имеются патрубки подвода/отвода охлаждающей жидкости и подвода газа. Фурма изготовлена из меди.Closest to the claimed utility model in terms of technical essence is the design of the blast furnace lance [Indian patent application No. 09/25/2020], in which the cooling is made in the form of a cavity with a screw channel containing 1.5 turns. There are branch pipes for inlet / outlet of cooling liquid and gas supply. The lance is made of copper.

Недостатками данной конструкции являются:The disadvantages of this design are:

- изготовление фурмы методом фасонного литья, который является трудноконтролируемым и несовершенным процессом;- production of a lance by the method of shaped casting, which is a difficult-to-control and imperfect process;

- расположение каналов охлаждения не по всему объему доменной фурмы, что не обеспечит охлаждение всего корпуса.- the location of the cooling channels is not throughout the volume of the blast-furnace lance, which will not provide cooling of the entire body.

Кроме того, в вышеупомянутых решениях, известных из уровня техники, в качестве материала фурмы применяется медь, которая имеет низкие физические и механические свойства по сравнению, например, со сталями, что приводит к протиранию стенок корпуса и рыльной части фурмы и следовательно к снижению ее ресурса, в то время как изготовление методами литья, сборки-сварки не гарантирует качества при серийном производстве таких сложных и ответственных узлов.In addition, in the aforementioned solutions known from the prior art, copper is used as the material of the lance, which has low physical and mechanical properties compared to, for example, steels, which leads to rubbing of the walls of the body and the nose of the lance and, consequently, to a decrease in its service life. , while manufacturing by casting, assembly-welding does not guarantee quality in the mass production of such complex and critical components.

Таким образом, в уровне техники существует проблема равномерного и эффективного охлаждения всего корпуса фурмы, а также увеличения ее стойкости.Thus, in the prior art, there is a problem of uniform and efficient cooling of the entire body of the lance, as well as increasing its durability.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в равномерном охлаждении всего корпуса фурмы без образования застойных зон и повышении стойкости фурмы.The technical result, which the utility model is aimed at, consists in uniform cooling of the entire body of the lance without the formation of stagnant zones and increasing the durability of the lance.

Указанный технический результат достигается тем, что фурма доменной печи, содержащая наружную и внутреннюю обечайки, соединенные по торцам с рыльной частью и фланцем, образующие конический дутьевой канал и охлаждающий контур, патрубки подвода и отвода охлаждающей жидкости, согласно полезной модели содержит охлаждающий контур, который выполнен в виде винтового канала с разделительными стенками, расположенными по всей длине обечаек, выполненными с возможностью направленного движения охлаждающей жидкости, при этом количество витков винтового канала составляет 18, а толщина стенки канала составляет 2 мм.The specified technical result is achieved by the fact that the blast furnace tuyere, containing the outer and inner shells, connected at the ends with the nose part and the flange, forming a conical blast channel and a cooling circuit, coolant inlet and outlet pipes, according to the utility model, contains a cooling circuit, which is made in the form of a helical channel with dividing walls located along the entire length of the shells, made with the possibility of directed movement of the coolant, while the number of turns of the helical channel is 18, and the thickness of the channel wall is 2 mm.

Фурма выполняется цельной методом 3D-печати из нержавеющей стали.The lance is made in one piece by 3D printing from stainless steel.

Толщина стенки рыльной части фурмы составляет не менее 2 мм.The wall thickness of the nose part of the lance is at least 2 mm.

Фурма может быть выполнена цельной методом 3D-печати. Такое исполнение позволяет дополнительно увеличить стойкость фурмы благодаря отсутствию сварных швов, а также снизить трудоемкость и оптимизировать технологический процесс изготовления.The lance can be made in one piece by 3D printing. This design allows you to further increase the durability of the lance due to the absence of welds, as well as reduce labor intensity and optimize the manufacturing process.

Фурма может быть выполнена из нержавеющей стали. Такое исполнение позволяет дополнительно увеличить стойкость фурмы благодаря высоким физическим и механическим свойствам стали.The lance can be made of stainless steel. This design allows you to further increase the durability of the lance due to the high physical and mechanical properties of the steel.

Кроме того, в фурме толщина стенки рыльной части может составлять не менее 2 мм, что позволяет выдерживать механические нагрузки на фурму и обеспечить достаточное охлаждение. Меньшая толщина стенки приведет к разрушению конструкции и ее протиранию оседающим в доменной печи материалом.In addition, in the tuyere, the wall thickness of the face part can be at least 2 mm, which makes it possible to withstand mechanical loads on the tuyere and ensure sufficient cooling. A smaller wall thickness will lead to the destruction of the structure and its rubbing by the material deposited in the blast furnace.

В фурме толщина стенки канала составляет 2 мм. Это позволяет выдерживать механические нагрузки от давления охлаждающей жидкости. Меньшая толщина стенки приведет к разрушению конструкции и протиранию оседающим в доменной печи материалом.In the tuyere, the channel wall thickness is 2 mm. This makes it possible to withstand mechanical loads from the pressure of the coolant. A smaller wall thickness will lead to the destruction of the structure and rubbing by the material deposited in the blast furnace.

В фурме, количество витков винтового канала составляет 18 шт., которые распределены по всей длине корпуса, что позволяет обеспечивать достаточное охлаждение фурмы. Иное количество витков не обеспечивает достаточный съем тепла со стенок фурмы.In the lance, the number of turns of the screw channel is 18, which are distributed along the entire length of the body, which allows sufficient cooling of the lance. A different number of turns does not provide sufficient heat removal from the walls of the tuyere.

Сущность настоящей полезной модели дополнительно проиллюстрирована следующими графическими материалами (Фиг. 1).The essence of this utility model is further illustrated by the following graphics (Fig. 1).

В фурме выделяются следующие основные элементы:The following main elements stand out in the tuyere:

1 – фланец;1 - flange;

2 – наружная обечайка;2 - outer shell;

3 – разделительные стенки винтового канала;3 - dividing walls of the screw channel;

4 – внутренняя обечайка;4 - inner shell;

5 – винтовой канал;5 - screw channel;

6 – рыльная часть;6 - snout;

7 – труба подачи природного газа.7 - natural gas supply pipe.

Фурма предназначена для подачи через центральное отверстие воздушной смеси, обогащенной кислородом и нагретой до температуры, под давлением в доменную печь.The tuyere is designed to supply an air mixture enriched with oxygen and heated to a temperature under pressure into the blast furnace through the central opening.

Изготовление фурмы ведется из порошка стали марки AISI 316L размером до 200 мкм методом DMD (Directed Metal Deposition) – прямая наплавка. После 3D-печати производится обработка присоединительных размеров с применением стандартных методов резания металлов. The lance is manufactured from AISI 316L steel powder up to 200 microns in size using the DMD (Directed Metal Deposition) method - direct surfacing. After 3D printing, the connecting dimensions are processed using standard metal cutting methods.

Длина фурмы составляет 525 мм, максимальный диаметр равен 383 мм, вес 73,4 кг.The length of the lance is 525 mm, the maximum diameter is 383 mm, and the weight is 73.4 kg.

Фурма является водоохлаждаемой, вода поступает через патрубок подвода охлаждающей жидкости (не показано на Фиг.1) и направленно движется по охлаждающему контуру в виде винтового канала (5) с разделительными стенками (3) под давлением. Дополнительно осуществляется подача природного газа (7) под давлением для поддержания процесса горения в доменной печи. Внешняя среда – горячий воздух, продукты распада горящего газа (кокс, природный газ), возможное кратковременное попадание расплавленного чугуна и шлака на поверхность фурм.The tuyere is water-cooled, water enters through the coolant supply pipe (not shown in Fig.1) and moves directionally along the cooling circuit in the form of a helical channel (5) with dividing walls (3) under pressure. Additionally, natural gas (7) is supplied under pressure to maintain the combustion process in the blast furnace. External environment - hot air, decomposition products of burning gas (coke, natural gas), possible short-term ingress of molten iron and slag on the surface of the tuyeres.

Система охлаждения фурмы работала штатно: застойных зон не выявлено, кипения охлаждающей жидкости не отмечено, металлические элементы фурмы не нагревались выше 350°С.The cooling system of the lance worked normally: no stagnant zones were found, no boiling of the coolant was noted, the metal elements of the lance did not heat up above 350°C.

Claims (4)

1. Фурма доменной печи, содержащая наружную и внутреннюю обечайки, соединенные по торцам с рыльной частью и фланцем, образующие конический дутьевой канал и охлаждающий контур, патрубки подвода и отвода охлаждающей жидкости, отличающаяся тем, что охлаждающий контур выполнен в виде винтового канала с разделительными стенками, расположенными по всей длине обечаек, выполненными с возможностью направленного движения охлаждающей жидкости, при этом количество витков винтового канала составляет 18, а толщина стенки канала составляет 2 мм.1. Tuyere of a blast furnace, containing outer and inner shells, connected at the ends with the nose part and the flange, forming a conical blast channel and a cooling circuit, coolant inlet and outlet pipes, characterized in that the cooling circuit is made in the form of a helical channel with dividing walls located along the entire length of the shells, made with the possibility of directed movement of the coolant, while the number of turns of the helical channel is 18, and the thickness of the channel wall is 2 mm. 2. Фурма по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена цельной методом 3D-печати.2. A lance according to claim 1, characterized in that it is made in one piece by 3D printing. 3. Фурма по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что выполнена из нержавеющей стали.3. Lance according to claim 1 or 2, characterized in that it is made of stainless steel. 4. Фурма по п. 1, отличающаяся тем, что толщина стенки рыльной части составляет не менее 2 мм.4. Lance according to claim 1, characterized in that the wall thickness of the nose part is at least 2 mm.
RU2021139075U 2021-12-27 Blast furnace lance RU216595U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU216595U1 true RU216595U1 (en) 2023-02-14

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU46589A1 (en) * 1934-11-28 1936-04-30 Н.Н. Коптев Water cooled lance
SU840117A1 (en) * 1978-04-24 1981-06-25 Всесоюзный Научно-Исследо-Вательский Институт Металлур-Гической Теплотехники Tuyere of blast furnace

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU46589A1 (en) * 1934-11-28 1936-04-30 Н.Н. Коптев Water cooled lance
SU840117A1 (en) * 1978-04-24 1981-06-25 Всесоюзный Научно-Исследо-Вательский Институт Металлур-Гической Теплотехники Tuyere of blast furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102527956B (en) Continuous-cast P91-steel round pipe billet and production process thereof
CN103958994B (en) The cooling spray gun of fluid spraying for top-submerged
CN101086203A (en) Method for producing continuous casting round billet for petroleum bush using convertor process
CN104032214A (en) Non-quenched and tempered steel and production technology
CN105537549B (en) The production method of 100 DEG C of low temperature seamless steel pipe steel continuous cast round billets
CN104043660A (en) Production process for non-quenched and tempered steel
CN102230054A (en) Novel process for producing super high manganese steel casting
CN104032224A (en) Non-quenched and tempered steel and production technology
CN109332647A (en) Charging barrel of die casting machine and production method
CN104152632B (en) The method of extra furnace dephosphorization smelted by a kind of intermediate frequency furnace
RU216595U1 (en) Blast furnace lance
CN100522417C (en) Converter process of producing continuously cast circular steel billet for high pressure boiler pipe
CN102059271A (en) Manufacture method of seamless steel tube for (ultra-)supercritical boiler
RU2150516C1 (en) Plant for refining of liquid steel in making of extra low-carbon steel and method of refining liquid steel
CN114653912B (en) Production method of large-diameter high-purity compact special steel continuous casting round billet
CN101280385A (en) Manufacturing process of boiler tube for hydrocracking unit
CN110157857A (en) A kind of manufacturing method of the high pressure resistant seamless steel pipe of petroleum
RU2138559C1 (en) Blast furnace tuyere
US5279032A (en) Method of manufacturing a gas injection element
RU2299243C1 (en) Blast furnace tuyere
RU157140U1 (en) TIP OF OXYGEN-CONVERTER LASER
CN117778864B (en) Pipeline steel and preparation method and application thereof
JP7267668B2 (en) Furnace bottom cooling method in blast furnace refurbishment
CN207439156U (en) A kind of compound discaling roll of pelletizing spike roll discharger
RU2449022C2 (en) Method for cooling air blowing tuyere and supplying natural gas to blast furnace, and device for its implementation