SU1110805A1 - Дутьева фурма доменной печи - Google Patents

Abstract

ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержаща  водоохлаждаемый корпус с внутренним и наружным стаканамн с фланцем и пропущенную через SIL1110805 3

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии и может быть использова но в шахтных печах, предназначенных дл  восстаковлени  окислов металлов в частности в доменных печах. Известна дутьева  фурма доменной печи, содержаща  корпус с охлаждаемой полостыо, фланец, жестко скрепленный с корпусом, газоподвод щую трубку, пропущенную через фланец и полость с выходом в рабочий канал фурмы .дл  подачи топлива, например природного газа, при этом газ рассредотачивают по потоку дуть  С1 3. Однако при таком подводе газа поток дуть  прижимает истекающую из трубки струю, газа к стенке и не обеспечивает полного горени . Несгоревший в фурме и окислительной зоне печи природный газ подвергаетс  пиро лизу в нижних горизонтах доменной печи, следствием чего  вл етс  низ1ка  степень использовани  вдуваемой топливной добавки, ухудшение дренажа продуктов плавки. Полное смешение вдуваемого природ ного газа необходимо, чтобы обеспечить окисление всего метана (в фурме и окислительной зоне) и этим предотвратить сажевыделение при термическом разложении той его части , дл  окислени  которой не хватает кислорода из-за плохого смешени  с воздухом. Наиболее опасным в этом отношении  вл етс   дро струи природного газа, так как сразу разрушить струю газа, обладающего большой кинетической энергией, поток дуть  tie может, он только затормаживает и размывает ее внешние слои, смешива сь с ними. Известна также дутьева  фурма доменной печи, содержаща  водоохлаж Даемьй корпус с внутренним и наружным станаками с фланцем и пропущенную через полость корпуса трубку дл  ввода добавок, выходной конец которой вьшеден в рабочий канал фур мы, и перепускную камеру, установлен ную в водоохлаждаемой полости на вн реннем стакане и соединенную с от версти ми, выполненными в теле внут реннего стакана перед и за выходньм концом трубки. Дутьева  фзфма домен ной печи работает следующим образом при движении потока дуть  вдоль рабочего канала фурмы часть его попадает в перепускную камеру через входное отверстие, где, охлажда сь. сжимаетс , а уменьшающеес  сечение камеры сохран ет скорость этого потока или увеличивает при вькоде их выходного отверсти  камеры и за счет более высокой плотности воздуха., чем у основного потока, дополнительный поток внедр етс  в основной, отжима  при этом поток добавок ближе к оси фурмы. Это должно способствовать улучшению смешивани  потока добавок t потоком дуть  С2 . Однако, отдува  поток газа ближе к оси фурмы, дополнительный поток не разрушает  дра его и потому основна  масса природного газа с самой низкой концентрацией кислорода продолжает двигатьс  с  дром струи. Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  дутьева  фурма доменной печи, содержаща  водоохлаждаемьй корпус с внутренним и наружным стаканами с фланцем и пропущенную через полость.корпуса трубку дл  ввода углеводородных добавок, выходной конец которой выведен в рабочий канал фурмы и соединенную с каналом фурмы инжектирующую кольцевую перепускную трубку, один конец которой расположен соосно с трубкой дл  уг леводородных добавок ЗЗ. В этой конструкции воздушной фурмы восстановительный газ подаетс  в камеру смешени  по центральному патрубку , а инжектируемое дутье - по внешней кольцевой полости, что по сути  вл етс  частичньм перенесением процесса смешени  их из полости воздушной фурмы ,в камеру смешени . Однако такое ориентирование не может существенно улучшить смешение потоков восстановительного газа и дуть , поскольку кольцевой поток дуть  не может разрушить центральную струю топ ливной добавки, обладающую большой кинетической энергией, и смешение потоков происходит лишь в ограниченном объеме в месте контакта струи газа с окис;штелем за счет взаимной радиальной диффузии. Наиболее опасным в части пиролиза природного газа  вл етс  его  дро. При 1000-1300°С минимальные отношени  Oj/CH 0,5-0,66, поэтому при инжектировании части гор чего дуть  в полости смешени  неизбежно по вл етс  возможность дл  пиролиза метана с выделением сажистого углерода. Наличие такой полости смешени  оправдано только при использовании природного газа низкого давлени  с относительно мальми скорост ми истечени , так как самокарбюраци  топлива с выделением частиц сажистого углерода способствует повышению светимости пламени.

Кроме того, при периодической подаче природного газа в моменты отключени  или включени  его возможно обр зование в камере смешени  смесей взрьшоопасных концетраций.

Целью изобретени   вл етс  снижение расхода кокса путем улучшени  смешивани  вводимых добавок с потоком гор чего дуть .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что дутьева  фурма доменной печи , содержаща  водоохлаждаемый корпус с внутренним и наружньм стаканами с фланцем и пропущенную через полость корпуса трубку дл  ввода углеводородных добавок, выходной конец которой вьгоеден в рабочий канал фурмы , и соединенную с каналом фурмы инжектирующую кольцевую перепускную трубку, один конец которой расположе соосно с трубкой дл  ввода углеводородных добавок, соосно расположены выходные концы трубок в месте их выхода в канал фурмы, при этом выходной конец перепускной трубки расположен внутри выходного конца трубки дл  ввода углеводородных добавок при соотношении их диаметров, равном 1: (0,3-0,,7).

На чертеже изображена фурма, продольньй разрез по оси трубки дл  швода топливной добавки.

Фурма доменной печи содержит водоохлаждаемый корпус из наружного 1, внутреннего 2 стаканов, фланца 3. Через корпус пропущена.трубка, 4 дл  ввода топливной добавки, выходной конец 5 которой выведен в рабочий канал 6 фурмы. Через водоохлаждаемую полость и трубку дл  ввода топливной добавки соосно проходит перепускна  трубка 7, вход 8 в которую находитс  перед концом 5 трубки дл  ввода топливной добавки, а выход - непосредственно у конца 5 трубки дл  врода топливной добавки. Причем соотношение диаметров внешней газоподвод щей трубки и внутренней перепускной составл ет 1:(О,3-0,7).

Соотношение 1:0,7 обусловлено конструктивными соображени ми, так как повышение этого соотношени  при условии обеспечени  пропуска необходимого количества газа делает конструкцию громоздкой и значительно ухудшает услови  циркул ции воды.в охлаждаемой полости фурмы.

Соотношени  размеров трубки ввода природного газа и перепускной трубки определены на основе реальных расходов природного газа, достигающих на большинстве доменных печей 100-150 м/т чугуна. Предложенный верхний предел соотношени  диаметров 1:0,7  вл етс  максимально допустимым , при котором внешние размеры трубки не ухудшают циркул цию воды в охлаждаемой полости воздушной фурмы. Так дл  подачи природного газа в количестве 150 чугуна используют трубку с внутренним диаметром 32 мм. Поэтому дл  обеспечени  необходимой пропускной способности по газу и предложенного соотношени  внутренний диаметр (с учетом толщины стенки перепускной камеры) равен

44 мм, а внешний 48 мм. При превьшении предложенного верхнего предела, например 1:0,8, эти размеры соответственно составл ют 48 и 55 мм, что нерационально и неизбежно ухудшает

циркул цию воды.

Нижний предел соотношени  диаметров 1:0,3 определен из услови  обеспечени  подачи достаточного количества инжекутируемого дуть  дл  окислени   дра струи природного газа. Газовоздушна  смесь содержит 15% метана . Данный диаметр перепускной трубки обеспечивает инжекцию 15% дуть  от расхода вдуваемого природноro газа, что позвол ет окислить остаточный метан. При более низком соотношении диаметров газоподвод щей и перепускной трубок инжектируемого дуть  недостаточно дл  окислени  остаточного метана.

Таким образом, ориентирование перепускной трубки в соответствии с предлагаемым соотношением диаметров газоподвод щей и перепускной трубок

позвол ет повысить содержание кислорода в смеси (0-/СН4 0,5) за счет инжекции части дуть  непосредственно в центр струи природного газа и степень реагировани  природного газа сдутьем.

Предлагаема  фурма доменной печи работает следующим образом.

Поток нагретого дуть  движетс  по рабочему каналу 6 фурмы, а поток 51 добавок, в частности природного газа - по трубке 4 дл  подачи добавок При истечении природного .газа из кольцевой щели в перепускной трубке создаетс  разр жение и часть потока гор чего дуть  инжектируетс  по пере пускной трубке и внедр етс  в поток природного газа. Кроме того, посколь ку температура зтого потока значительно ниже, чем основного, то плотность воздуха в нем выше, .чем в основном потоке, что также способствует внедрению дополнительного потока в основной. При охлаждении тепло дополнительного потока передаетс  через стенки трубки газовому потоку, нагрева  его, что улучшает услови  воспламенени  топливной добавки. В предлагаемой конс1;рукции фурмы -доменной печи потоки топливной добав ки, в частности природного газа, и инжектируемого дуть  ориентированы таким образом, что наиболее опасное 56 с точки зрени  пиролиза  дро струи природного газа отсутствует, так как газ подаетс  по кольцевой полости , а инжектируемое дутье - центральным потоком и смешение природного газа с дутьем осуществл етс .как за счет внесшего контакта его с основным потоком гор чего дуть , так и за счет контакта изнутри с инжектиру мой его частью. При зтом о.тсутствует неблагопри тное соотношение окислител  и природного газа, способствующее пиролизу последнего. Отсутствует также возможность образовани  вз1Н)Шоопасных смесей. Подача дополнительного дутьевого потока в  дро топливной добавки и увеличение объема при сгорании ее позвол ет в целом усилить турбулизацию потоков и процесс смешивани  углеводородных добавок с дутьем, что обеспечивает дополнительную зкономию кокса за счет повышени  степени использовани  углеводородных а,обазок,

Claims (1)

1. ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащая водоохлаждаемый корпус с внутренним и наружным стаканами с фланцем и пропущенную через полость корпуса трубку для ввода угле водородных добавок, выходной конец которой выведен в рабочий канал фурмы, и соединенную с каналом фурмы инжектирующую кольцевую перепускную трубку, один конец которой распо· ложен соосно с трубкой для углеводородных добавок, отличающаяс я тем, что, с целью снижения расхода кокса путем улучшения смешивания вводимых добавок с потоком горячего дутья, выходные концы трубок соосно расположены в месте их выхода в канал фурмы, при этом выходной конец перепускной трубки расположен внутри выходного конца трубки для ввода углеводородных добавок при соотношении их диаметров, равном 1: J(Qi3-0,7).

   1 1110805 1