RU2756191C1

RU2756191C1 - Air tuyere of a blast furnace

Info

Publication number: RU2756191C1
Application number: RU2020141970A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Шашеро; Евгений Александрович Волков; Александр Леонидович Теребов; Владимир Вячеславович Сухановский; Евгений Александрович Никонов; Александр Германович Радюк; Александр Евграфович Титлянов
Original assignee: Публичное акционерное общество «Северсталь» (ПАО «Северсталь»)
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-09-28

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy; it can be used in the manufacture of ceramic inserts and preparation for the operation of air tuyeres of blast furnaces. The air tuyere of the blast furnace contains external and internal cups welded at the edges with a snout part and a flange to form a blast channel, a branch pipe for supplying natural gas and a ceramic insert with a thickness of at least 8 mm, deepened in the snout part of the blast channel, installed with an air gap relatively to the surface of the blast channel. The insert has a variable thickness along the length, gradually decreasing in the direction of the blast, the end of the insert from the side of its input section is beveled in accordance with the angle of inclination of the tuyere relatively to the flange. A side hole is made in the insert, beveled in accordance with the angle of natural gas supply.

EFFECT: invention provides an increase in the durability of the ceramic insert.

1 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении керамических вставок и подготовке к работе воздушных фурм доменных печей.The invention relates to the field of metallurgy and can be used in the manufacture of ceramic inserts and preparation for operation of air tuyeres of blast furnaces.

Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является воздушная фурма доменной печи, содержащая наружный и внутренний стаканы, сваренные по краям с рыльной частью и фланцем, образуя конический дутьевой канал, патрубок для подачи природного газа и керамическую вставку толщиной не менее 8 мм, заглубленную в рыльную часть дутьевого канала, установленную с воздушным зазором по отношению к поверхности дутьевого канала (Патент РФ 144987, МПК C21B7/16, 2014).The closest in technical essence to the proposed invention is the blast furnace air tuyere, containing the outer and inner nozzles, welded at the edges with a snout part and a flange, forming a conical blow channel, a pipe for supplying natural gas and a ceramic insert with a thickness of at least 8 mm, buried into the snout part of the blowing channel, installed with an air gap in relation to the surface of the blowing channel (RF Patent 144987, IPC C21B7 / 16, 2014).

Недостатками данного технического решения являются низкая стойкость керамической вставки. Это приводит к ее преждевременному разрушению во время эксплуатации и, как следствие, повышению тепловых потерь через дутьевой канал фурмы.The disadvantages of this technical solution are the low durability of the ceramic insert. This leads to its premature destruction during operation and, as a consequence, to an increase in heat losses through the blowing channel of the tuyere.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение стойкости керамической вставки.The technical result of the proposed invention is to increase the resistance of the ceramic insert.

Технический результат достигается тем, что в воздушной фурме доменной печи, содержащей наружный и внутренний стаканы, сваренные по краям с рыльной частью и фланцем, образуя конический дутьевой канал, патрубок для подачи природного газа и керамическую вставку толщиной не менее 8 мм, заглубленную в рыльную часть дутьевого канала, установленную с воздушным зазором по отношению к поверхности дутьевого канала, согласно изобретению, вставка имеет по длине переменную толщину, плавно уменьшающуюся по направлению дутья, торец вставки со стороны ее входного сечения скошен в соответствии с углом наклона фурмы относительно фланца, а боковое отверстие вставки скошено в соответствии с углом подачи природного газа.The technical result is achieved by the fact that in the air tuyere of the blast furnace, containing the outer and inner nozzles, welded along the edges with a snout part and a flange, forming a conical blowing channel, a pipe for supplying natural gas and a ceramic insert with a thickness of at least 8 mm, buried in the snout part the blast channel, installed with an air gap in relation to the surface of the blast channel, According to the invention, the insert has a variable thickness along its length, smoothly decreasing in the direction of blowing, the insert end on the side of its inlet section is beveled in accordance with the angle of inclination of the lance relative to the flange, and the side opening of the insert is beveled in accordance with the angle of natural gas supply.

Торец вставки со стороны ее входного сечения, скошенной в соответствии с углом наклона фурмы относительно фланца, подвергается более равномерному воздействию потока горячего дутья. Скошенное боковое отверстие вставки в соответствии с углом подачи природного газа обеспечивает отсутствие прямого агрессивного воздействия природного газа на стенку отверстия. Толщина вставки увеличена со стороны входного сечения, поскольку ее разрушение в процессе работы начинается на участке от входного сечения до бокового отверстия. Толщина вставки плавно уменьшается по направлению дутья, чтобы избежать в ней дополнительных напряжений, приводящих к ее разрушению. Все эти признаки в совокупности направлены на повышение стойкости керамической вставки, т.е. обеспечивают достижение технического результата.The end of the insert on the side of its inlet section, beveled in accordance with the angle of inclination of the lance relative to the flange, is subjected to a more uniform effect of the hot blast flow. The beveled side hole of the insert in accordance with the angle of the natural gas supply ensures that there is no direct aggressive effect of natural gas on the wall of the hole. The thickness of the insert is increased from the side of the inlet section, since its destruction during operation begins in the section from the inlet section to the side hole. The thickness of the insert gradually decreases in the direction of the blowing in order to avoid additional stresses in it, leading to its destruction. All these features together are aimed at increasing the resistance of the ceramic insert, i.e. ensure the achievement of a technical result.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено сечение воздушной фурмы доменной печи. Фурма состоит из наружного (1) и внутреннего (2) стаканов, сваренных по краям с рыльной частью (3) и фланцем (4), образуя дутьевой канал (5), и патрубок (6) для подачи природного газа (7). В дутьевой канал (5) устанавливают керамическую вставку (8) с образованием воздушного зазора (9) между дутьевым каналом (5) и керамической вставкой (8). Вставка (8) имеет по длине переменную толщину, плавно уменьшающуюся по направлению дутья (10), торец вставки со стороны ее входного сечения (11) скошен в соответствии с углом наклона фурмы (α) относительно фланца (4), а боковое отверстие вставки (12) скошено в соответствии с углом подачи природного газа (β).The invention is illustrated by a drawing, which shows a cross-section of an air tuyere of a blast furnace. The lance consists of an outer (1) and an inner (2) nozzle, welded at the edges with a snout (3) and a flange (4), forming a blow channel (5), and a branch pipe (6) for supplying natural gas (7). A ceramic insert (8) is installed in the blowing channel (5) with the formation of an air gap (9) between the blowing channel (5) and the ceramic insert (8). The insert (8) has a variable thickness along its length, smoothly decreasing in the direction of the blast (10), the end face of the insert from the side of its inlet section (11) is beveled in accordance with the angle of inclination of the lance (α) relative to the flange (4), and the side hole of the insert ( 12) is beveled in accordance with the natural gas feed angle (β).

Пример.Example.

Изготовили керамическую вставку, которая имеет по длине переменную толщину от 13 мм во входном сечении до 8 мм в выходном, плавно уменьшающуюся по направлению дутья. Торец вставки со стороны ее входного сечения скошен в соответствии с углом наклона фурмы 3° относительно фланца, а боковое отверстие вставки скошено в соответствии с углом подачи природного газа на 30°. Вставку установили в дутьевой канал с воздушным зазором 2 мм по отношению к его поверхности.A ceramic insert was made, which has a variable length along its length from 13 mm in the inlet section to 8 mm in the outlet section, smoothly decreasing in the direction of blowing. The end of the insert on the side of its inlet section is beveled in accordance with the angle of inclination of the lance 3 ° relative to the flange, and the side opening of the insert is beveled in accordance with the angle of natural gas supply by 30 °. The insert was installed in the blowing channel with an air gap of 2 mm in relation to its surface.

Фурмы с керамическими вставками устанавливали в печь. В процессе эксплуатации фурм контролировали тепловые потери, которые оценивали как произведение разности температуры воды на входе и выходе из фурменного прибора и расхода воды на фурменном приборе, в состав которого входит фурма. Началу разрушения вставки соответствовало увеличение тепловых потерь. Средняя стойкость вставок составила 131 сутки.Tuyeres with ceramic inserts were installed in the oven. During the operation of the tuyeres, heat losses were monitored, which was estimated as the product of the difference in water temperature at the inlet and outlet of the tuyere device and the water flow rate on the tuyere device, which includes the lance. The onset of destruction of the insert corresponded to an increase in heat losses. The average durability of the inserts was 131 days.

Средняя стойкость вставок, изготовленных по прототипу, составила около 100 суток.The average durability of the inserts made according to the prototype was about 100 days.

Предложенное изобретение позволяет не только повысить стойкость вставки, но и на период повышения стойкости вставки дополнительно снизить тепловые потери через поверхность дутьевого канала фурмы.The proposed invention makes it possible not only to increase the durability of the insert, but also to further reduce the heat losses through the surface of the blowing channel of the tuyere for the period of increasing the durability of the insert.

Claims

Blast furnace air tuyere, containing outer and inner nozzles, welded along the edges with a snout part and a flange to form a conical blowing channel, a pipe for supplying natural gas and a ceramic insert with a thickness of at least 8 mm, recessed into the snout part of the blowing channel, installed with an air gap in relation to the surface of the blowing channel, characterized in that the insert has a variable thickness along its length, smoothly decreasing in the direction of the blast, the insert end on the side of its inlet section is beveled in accordance with the angle of inclination of the lance relative to the flange, and a side opening is made in the insert, beveled in accordance with the angle of natural gas supply.