RU2245373C1 - Blast tuyere for blast furnace - Google Patents

Blast tuyere for blast furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2245373C1
RU2245373C1 RU2003111093/02A RU2003111093A RU2245373C1 RU 2245373 C1 RU2245373 C1 RU 2245373C1 RU 2003111093/02 A RU2003111093/02 A RU 2003111093/02A RU 2003111093 A RU2003111093 A RU 2003111093A RU 2245373 C1 RU2245373 C1 RU 2245373C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blast
tuyere
gas supply
pipe
fuel
Prior art date
Application number
RU2003111093/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003111093A (en
Inventor
В.Н. Логинов (RU)
В.Н. Логинов
М.Ю. Суханов (RU)
М.Ю. Суханов
А.Д. Ухов (RU)
А.Д. Ухов
В.И. Нетронин (RU)
В.И. Нетронин
А.М. Брылин (RU)
А.М. Брылин
Михаил Трофимович Бузовер (UA)
Михаил Трофимович Бузоверя
Николай Никитович Изюмский (UA)
Николай Никитович Изюмский
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Северсталь" filed Critical Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority to RU2003111093/02A priority Critical patent/RU2245373C1/en
Publication of RU2003111093A publication Critical patent/RU2003111093A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2245373C1 publication Critical patent/RU2245373C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Blast Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy; melting cast iron in blast furnaces.
SUBSTANCE: proposed blast tuyere has double-walled water-cooled body through which pipe supplying additional gaseous fuel is passed; blast tuyere is also provided with working channel. Said fuel supply pipe has two gas supply hoses whose attachments are brought out to working channel symmetrically relative to vertical axis of tuyere. Mechanical vibration generator is mounted at point of branching of pipe into two hoses or in each hose.
EFFECT: improved mixing of fuel with blast air.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к черной и цветной металлургии, в частности к оборудованию доменных и других шахтных печей, и предназначено для подачи в горн печи газообразного дополнительного топлива совместно с атмосферным или обогащенным кислородом дутьем.The invention relates to ferrous and non-ferrous metallurgy, in particular to the equipment of blast furnaces and other shaft furnaces, and is intended to supply gaseous additional fuel to the furnace furnace together with atmospheric or oxygen-rich blast.

Известна дутьевая фурма доменной печи, состоящая из водоохлаждаемого корпуса с фланцем и пропущенной через полость корпуса газоподводящей трубкой, выходной конец которой выведен в рабочий канал фурмы под углом навстречу потоку дутья, причем поперечное сечение выходного конца-насадки выполнено в виде щели [Авторское свидетельство СССР №368319, кл. С 21 В 7/6, 1970] и в виде трубы эллиптического сечения [Рабочий чертеж воздушной фурмы ОАО “Северсталь” №071252-01 Ф].Known blast tuyere of a blast furnace, consisting of a water-cooled housing with a flange and a gas supply pipe passed through the cavity of the housing, the outlet end of which is brought into the lance working channel at an angle opposite to the blast flow, and the cross section of the outlet end of the nozzle is made in the form of a gap [USSR Author's Certificate No. 368319, cl. С 21 В 7/6, 1970] and in the form of an elliptical pipe [Working drawing of the air lance of Severstal OJSC No. 071252-01 F].

Недостатком этой фурмы является неудовлетворительное перемешивание вдуваемого газообразного топлива с дутьем из-за низкой кинетической энергии потока топлива, что не обеспечивает сжигания топлива в околофурменном пространстве до его контакта с раскаленным коксом, на поверхности которого не прореагировавшие с кислородом молекулы углеводородов распадаются на сажу и водород со значительными затратами тепла (для метана затраты тепла на пиролиз составляют 3340 кДж/м3). В результате этого снижается эффективность использования топлива и доменной плавки в целом.The disadvantage of this lance is the unsatisfactory mixing of the injected gaseous fuel with the blast due to the low kinetic energy of the fuel flow, which does not provide fuel combustion in the near-tuyere space until it comes into contact with hot coke, on the surface of which hydrocarbon molecules that have not reacted with oxygen decompose into soot and hydrogen from significant heat costs (for methane, the heat cost for pyrolysis is 3340 kJ / m 3 ). As a result of this, the fuel efficiency and blast furnace smelting as a whole are reduced.

Смешивание газа с дутьем затруднено тем, что поток газа выходит с насадки в канал фурмы с низкой скоростью (около 25% от скорости дутья) и поток дутья прижимает газ к холодной поверхности внутреннего стакана фурмы. Газ, выходя из фурмы и поднимаясь вверх, попадает в восстановительную атмосферу, где происходит его распад с образованием сажи и поглощением тепла.Mixing gas with blasting is complicated by the fact that the gas stream exits the nozzle into the tuyere channel at a low speed (about 25% of the speed of the blasting) and the blasting stream presses the gas against the cold surface of the inner tuyere cup. Gas, leaving the lance and rising upward, enters the reducing atmosphere, where it decomposes with the formation of soot and heat absorption.

Известны и другие решения, направленные на интенсификацию перемешивания топлива с дутьем и горения смеси. К ним относятся: сверхзвуковое сопло с центральным элементом фурмы доменной печи [Патент Франции. Сверхзвуковое сопло с центральным элементом фурмы доменной печи. №2122682, кл. F 23 n 5/00], фурма с фигурной вставкой [Патент ФРГ. Дутьевая фурма с фигурной вставкой, №1955547], водоохлаждаемая фурма доменной печи с направляющими ребрами [Патент Франции. Водоохлаждаемая фурма доменной печи с направляющими ребрами, №2085511, кл. С 21 В 7/00], фурма пульсирующего дутья [Патент Англии. Доменная печь с вспомогательными фурмами пульсирующего дутья. №1010655, кл. С 7 D], воздушная фурма доменной печи [Авторское свидетельство СССР. Воздушная фурма доменной печи, №477194, кл. С 21 В 7/16], где для повышения качества распыления топлива изменяют отношение кривизны сферы сопла и ширины щели.Other solutions are known aimed at intensifying the mixing of fuel with blasting and burning the mixture. These include: a supersonic nozzle with a central element of the tuyere of a blast furnace [French Patent. Supersonic nozzle with a central element of the tuyere of a blast furnace. No. 2122682, cl. F 23 n 5/00], a lance with a curly insert [German Patent. Blasting lance with a curly insert, No. 195547], water-cooled lance of a blast furnace with guide ribs [French Patent. Water-cooled tuyere of a blast furnace with guide ribs, No. 2085511, class. C 21 V 7/00], the tuyere of a pulsating blast [Patent of England. Blast furnace with auxiliary tuyeres of pulsating blast. No. 1010655, cl. C 7 D], air lance of a blast furnace [USSR author's certificate. Air lance of a blast furnace, No. 477194, class From 21 V 7/16], where to improve the quality of fuel atomization, the ratio of the curvature of the nozzle sphere to the gap width is changed.

Основным недостатком известных технических решений является сложность изготовления и выход их из строя при остановках доменной печи с взятием “на тягу”.The main disadvantage of the known technical solutions is the difficulty of manufacturing and their failure when the blast furnace stops with a "pull".

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является дутьевая фурма, состоящая из водоохлаждаемого двустенного корпуса с фланцем, через полость которого пропущена газоподводящая труба, насадка которой представляет собой камеру с тремя отверстиями, оси которых расположены под углом друг к другу в поперечном сечении фурмы. Центральное отверстие имеет диаметр больше, чем у боковых [Авторское свидетельство СССР. Дутьевая фурма доменной печи, №908810, Открытия. Изобретения. 1982, №8, с.98].Closest to the proposed technical solution is a blow lance, consisting of a water-cooled double-walled case with a flange, through the cavity of which a gas supply pipe is passed, the nozzle of which is a chamber with three holes, the axes of which are located at an angle to each other in the cross section of the lance. The central hole has a diameter larger than that of the side holes [USSR Copyright Certificate. Blast furnace tuyere lance, No. 908810, Discovery. Inventions 1982, No. 8, p. 98].

Недостаток известного решения заключается в том, что углы между отверстиями насадки составляют 6° и поэтому поток газа получается практически сплошным, как и в решениях [Авторское свидетельство СССР №368319, кл. С 21 В 7/6, 1970; Рабочий чертеж воздушной фурмы ОАО “Северсталь” №071 252-01 Ф] с невысокой кинетической энергией, что также не обеспечивает эффективного смешивания топлива с дутьем.A disadvantage of the known solution is that the angles between the nozzle openings are 6 ° and therefore the gas flow is almost continuous, as in the solutions [USSR Author's Certificate No. 368319, cl. C 21 B 7/6, 1970; The working drawing of the air lance of OJSC Severstal No. 071 252-01 F] with low kinetic energy, which also does not provide efficient mixing of fuel with blast.

Технический результат настоящего изобретения состоит в улучшении условий смешивания газообразного топлива с дутьем и последующего горения образовавшейся смеси в околофурменном пространстве доменной печи без снижения кинетической энергии как потока газа, так и потока дутья.The technical result of the present invention is to improve the conditions for mixing gaseous fuel with blast and subsequent combustion of the resulting mixture in the tuyere space of the blast furnace without reducing the kinetic energy of both the gas stream and the blast stream.

Указанный технический эффект достигается тем, что в дутьевой фурме, содержащей двустенный водоохлаждаемый корпус, через полость которого пропущена труба для подвода дополнительного газообразного топлива и рабочий канал, труба для подвода дополнительного газообразного топлива выполнена с разветвлением на два газоподводящих рукава, насадки которых выведены в рабочий канал симметрично относительно вертикальной оси фурмы, а в месте разветвления трубы для подвода дополнительного газообразного топлива на два рукава установлен генератор механических колебаний, причем в качестве генератора механических колебаний установлена упругая пластина, жестко или свободно закрепленная на неподвижной оси со стороны подвода газа.The indicated technical effect is achieved by the fact that in the blasting tuyere containing a double-walled water-cooled body, through the cavity of which a pipe for supplying additional gaseous fuel and a working channel are passed, a pipe for supplying additional gaseous fuel is made with branching into two gas supply hoses, whose nozzles are brought into the working channel symmetrically with respect to the vertical axis of the lance, and in the place of branching of the pipe for supplying additional gaseous fuel two generators are installed mechanical vibrations, moreover, an elastic plate is mounted as a generator of mechanical vibrations, rigidly or freely fixed on a fixed axis from the gas supply side.

Устройство дутьевой фурмы представлено на фиг.1, 2 и 3.The device of the blowing lance is shown in figures 1, 2 and 3.

На фиг.1 приведен разрез дутьевой фурмы доменной печи по оси газоподводящей трубы, где:Figure 1 shows a section of a blasting tuyere of a blast furnace along the axis of the gas supply pipe, where:

1 - двустенный водоохлаждаемый корпус дутьевой фурмы;1 - double-walled water-cooled body of the blowing lance;

2 - газоподводящая труба;2 - gas supply pipe;

3 - газоподводящий рукав;3 - gas supply sleeve;

4 - насадка газоподводящего рукава;4 - nozzle gas supply sleeve;

5 - рабочий канал дутьевой фурмы доменной печи;5 - working channel of the blow lance of the blast furnace;

6 - генератор механических колебаний.6 - generator of mechanical vibrations.

На фиг.2 изображен узел размещения генератора механических колебаний (поз.6 на фиг.1), где:Figure 2 shows the placement node of the generator of mechanical vibrations (item 6 in figure 1), where:

2 - газоподводящая труба;2 - gas supply pipe;

6 - генератор механических колебаний;6 - generator of mechanical vibrations;

7 - неподвижная ось;7 - fixed axis;

8 - корпус размещения генератора механических колебаний;8 - housing housing the generator of mechanical vibrations;

9 - отверстия в корпусе 8, к которым подсоединяются газоподводящие рукава 3.9 - holes in the housing 8, to which the gas supply hoses 3 are connected.

На фиг.3 представлена дутьевая фурма с установкой генератора механических колебаний в каждом газоподводящем рукаве, где:Figure 3 presents the blowing lance with the installation of the generator of mechanical vibrations in each gas supply sleeve, where:

1 - двустенный водоохлаждаемый корпус дутьевой фурмы;1 - double-walled water-cooled body of the blowing lance;

3 - газоподводящий рукав;3 - gas supply sleeve;

4 - насадка газоподводящего рукава;4 - nozzle gas supply sleeve;

5 - рабочий канал дутьевой фурмы;5 - working channel of the blowing lance;

6 - генератор механических колебаний;6 - generator of mechanical vibrations;

7 - неподвижная ось.7 - fixed axis.

Дутьевая фурма состоит из двустенного водоохлаждаемого корпуса (1), через корпус которого пропущена газоподводящая труба (2) для подвода дополнительного топлива, разветвляющаяся на два газоподводящих рукава (3), насадки которых (4) выведены в рабочий канал фурмы (5). В месте разветвления газоподводящей трубы (2) на газоподводящие рукава (3) установлен генератор механических колебаний (6) на неподвижной оси (7) в корпусе размещения генератора механических колебаний (8). Генератор (6) представляет собой упругую пластину, жестко или свободно закрепленную на оси (7) со стороны подвода газа. Генератор механических колебаний может быть установленным как в месте разветвления газоподводящей трубы на два газоподводящих рукава (3), так и в каждом газоподводящем рукаве.The blowing lance consists of a double-walled water-cooled housing (1), through which a gas supply pipe (2) is passed for supplying additional fuel, branching into two gas supply sleeves (3), nozzles of which (4) are brought into the working channel of the tuyere (5). At the branching point of the gas supply pipe (2) to the gas supply sleeves (3), a mechanical vibration generator (6) is installed on a fixed axis (7) in the housing of the mechanical vibration generator (8). The generator (6) is an elastic plate rigidly or freely fixed on the axis (7) from the gas supply side. The generator of mechanical vibrations can be installed both at the branching point of the gas supply pipe into two gas supply sleeves (3), and in each gas supply sleeve.

Работа предлагаемой дутьевой фурмы осуществляется следующим образом.The work of the proposed blowing lance is as follows.

Через рабочий канал фурмы подают дутье в горн доменной печи, скорость истечения которого из фурмы достигает 200 м/с и более, а через газоподводящую трубу (2) подают газообразное топливо с расходом до 20% от расхода дутья. Эффективность доменной плавки существенно зависит от полноты сжигания дополнительного топлива в окислительном очаге доменной печи, что, в свою очередь, зависит от завершенности процесса смешивания топлива с дутьем, чему способствует работа генератора механических колебаний (6), расположенного в потоке газообразного топлива. Так как скорость газового потока инициирует колебательные движения генератора механических колебаний (6), то количество газа, поступающего через отверстия (9) в каждый из газоподводящих рукавов (3), будет изменяться синхронно колебаниям, создаваемым генератором (6). В результате поток газа в каждом газоотводящем рукаве (3) будет иметь пульсирующий характер и при выходе из насадки (4) более развитую поверхность контакта газообразного топлива и дутья. Последнее будет способствовать более полному перемешиванию этих реагентов, а следовательно и более полному горению топлива, то есть высокой эффективности доменной плавки.Through the working channel of the tuyeres, blast is fed into the furnace of a blast furnace, the velocity of which from the tuyere reaches 200 m / s or more, and gaseous fuel is supplied through a gas supply pipe (2) with a flow rate of up to 20% of the blast flow rate. The efficiency of blast furnace smelting substantially depends on the completeness of burning additional fuel in the oxidation center of the blast furnace, which, in turn, depends on the completeness of the process of mixing fuel with blasting, which is facilitated by the operation of a mechanical oscillation generator (6) located in a gaseous fuel stream. Since the gas flow velocity initiates oscillatory movements of the mechanical oscillation generator (6), the amount of gas entering through the openings (9) into each of the gas supply hoses (3) will change synchronously with the oscillations created by the generator (6). As a result, the gas flow in each exhaust pipe (3) will have a pulsating character and, upon exiting the nozzle (4), a more developed contact surface between gaseous fuel and blast. The latter will contribute to a more complete mixing of these reagents, and hence to a more complete combustion of the fuel, that is, high efficiency of blast furnace smelting.

Claims (3)

1. Дутьевая фурма доменной печи, включающая двустенный водоохлаждаемый корпус, через полость которого пропущена труба для подвода дополнительного газообразного топлива, и рабочий канал, отличающаяся тем, что труба для подвода дополнительного газообразного топлива выполнена с разветвлением на два газоподводящих рукава, насадки которых выведены в рабочий канал симметрично относительно вертикальной оси фурмы, а в месте разветвления трубы для подвода дополнительного газообразного топлива на два рукава или в каждом рукаве установлен генератор механических колебаний.1. The blast furnace lance of the blast furnace, comprising a double-walled water-cooled body, through the cavity of which a pipe for supplying additional gaseous fuel is passed, and a working channel, characterized in that the pipe for supplying additional gaseous fuel is made with branching into two gas supply hoses, the nozzles of which are brought into the working the channel is symmetrical about the vertical axis of the tuyere, and at the branch of the pipe for supplying additional gaseous fuel to two arms or a gene is installed in each arm mechanical vibrator. 2. Дутьевая фурма по п.1, отличающаяся тем, что в качестве генератора механических колебаний установлена упругая пластина, жестко закрепленная на неподвижной оси со стороны подвода газа.2. The blowing lance according to claim 1, characterized in that an elastic plate is mounted as a generator of mechanical vibrations, rigidly fixed to a fixed axis from the gas supply side. 3. Дутьевая фурма по п.1, отличающаяся тем, что в качестве генератора механических колебаний установлена упругая пластина, свободно закрепленная на неподвижной оси со стороны подвода газа.3. The blowing lance according to claim 1, characterized in that an elastic plate is installed as a generator of mechanical vibrations, freely fixed on a fixed axis from the gas supply side.
RU2003111093/02A 2003-04-17 2003-04-17 Blast tuyere for blast furnace RU2245373C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003111093/02A RU2245373C1 (en) 2003-04-17 2003-04-17 Blast tuyere for blast furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003111093/02A RU2245373C1 (en) 2003-04-17 2003-04-17 Blast tuyere for blast furnace

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003111093A RU2003111093A (en) 2004-12-20
RU2245373C1 true RU2245373C1 (en) 2005-01-27

Family

ID=35139011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003111093/02A RU2245373C1 (en) 2003-04-17 2003-04-17 Blast tuyere for blast furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2245373C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2633130C1 (en) * 2013-10-08 2017-10-11 Смс Груп Гмбх Injection device for blowing or injecting oxygen-enriched gases into metallurgical unit or melting vessel and an electric furnace
US9938593B2 (en) 2013-04-03 2018-04-10 Jfe Steel Corporation Blast furnace operation method
US9945001B2 (en) 2013-04-03 2018-04-17 Jfe Steel Corporation Blast furnace operation method and lance

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9938593B2 (en) 2013-04-03 2018-04-10 Jfe Steel Corporation Blast furnace operation method
US9945001B2 (en) 2013-04-03 2018-04-17 Jfe Steel Corporation Blast furnace operation method and lance
RU2674455C2 (en) * 2013-04-03 2018-12-10 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Blast furnace operation method
RU2674454C2 (en) * 2013-04-03 2018-12-10 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Blast furnace operation method and lance
RU2633130C1 (en) * 2013-10-08 2017-10-11 Смс Груп Гмбх Injection device for blowing or injecting oxygen-enriched gases into metallurgical unit or melting vessel and an electric furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2239139C2 (en) Method of obtaining many coherent gas jets at use of single tuyere (versions) and tuyere used for realization of this method
JP3426320B2 (en) Fuel burner apparatus and method using branch flow nozzle
CA2324788C (en) System for producing a single coherent jet
RU2000108486A (en) METHOD AND DEVICE FOR SPEED REFORMING OF FUEL WITH OXYGEN
SU955866A3 (en) Apparatus for feeding and burning additional fuel in shaft furnace
RU2004124835A (en) METHOD FOR PYROMETALLURGICAL PROCESSING OF METALS, METAL MELTS AND / OR SLAGS, AND ALSO INJECTOR DEVICE
JP4242247B2 (en) Burner or lance nozzle structure and metal melting and refining method
RU2245373C1 (en) Blast tuyere for blast furnace
CA1051659A (en) Liquid-fuel atomization and injection device
SU1766961A1 (en) Tuyere of blast furnace
SU574475A1 (en) Fuel-oxygen tuyre for blasting metal
SU1206310A1 (en) Blast furnace blowing tuyere
SU971884A1 (en) Blasting tuyere for blast furnace
SU1082824A1 (en) Blowing tuyere of blast furnace
RU116969U1 (en) BURNER
SU1527270A1 (en) Blast furnace lance arrangement
SU1330171A1 (en) Oxygen-blowing lance for melting steel in converters
RU2116569C1 (en) Burner
JPS62164813A (en) Converter lance
SU1571362A1 (en) Gas burner
SU1121293A1 (en) Blowing tuyere of blast furnace
RU28120U1 (en) BLAST FURNACE BLOWER
SU1232894A1 (en) Method of fuel combustion
SU1229228A1 (en) Blast furnace tuyere
SU1527271A1 (en) Blow lance of blast furnace