SU1217882A1 - Дутьева фурма доменной печи - Google Patents

Description

Изобретение относитс - к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано дл  подачи нагретого дуть  в печи шахтного типа.

Целью изобретени   вл етс  повышение противопрогарной стойкости . фурмы.

На фиг. 1 показана фурма, попереч ( Ное сечение; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел 1. на фиг.1} на фиг. 4 - то же, вариант исполнени ; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4.

Дутьева  фурма доменной печи состоит из рыльной части 1, наружной обечайки 2, фланца 3, подвод щей 4 и отвод щей 5 труб, внутренней обечайки 6. Выходной конец 7 подвод щей трубы 4 выполнен в виде эллиптического конуса с наличием отверстий 8 по большим образующим, а в заглушенном основании эллиптического конуса располагаёт с  отверстие 9, которое может быть снабжено патрубком-цилиндром 10. Отверсти  В могут быть снабжены направл ющими лопатками 11.

Фурма работает следующим образом.

Охладитель.поступает в подвод щую трубу 4 и через отверсти  8 и 9 в трех направлени х выбрасываетс  в охлаждаемую полость, отбира  тепло от рьшьной части 1, наружной 2 и внутренней 6 обечаек и через отвод щую трубу 5 выводитс  из фурмы.

Выходной конец подводйщей трубы располагаетс -на рассто нии 2,5- 3,5 ее диаметра от внутренней поверхности рьшьной части. При этом на выходном участке длиной 3-5 ее диаметров труба вьшолнена переход щей от цилиндра в эллиптический конус при отношении его малой оси в большем основании к зазору между обечай ками, равном 1:(2-3), что обеспечивает движение охладител  между трубой и обечайками и повьш1ает противопригарную стойкость фурмы.

Кроме того, эллиптическа  стру  более м гко воздействует на рыльную часть, ЧТО позвол ет приблизить подвод щую трубу к рьшьной части на 1- 1,5 диаметра трубы и тем самым ин-: тенсифицировать ее охлаждение.

При длине этого участка менее 3-х диаметров подвод щей трубы и отношении малой оси в большем основании эллиптического конуса к зазору

между обечайками меньше 1:2,.как установлено на прозрачной модели, движение охладител  между трубой и наружной обечайкой практически

отсутствует. Кроме того, стру  на выходе мало отличаетс  от круглой, что не позвол ет приблизить подвод щую трубу к рьшьной части и усилить ее охлаждение.

При длине этого участка более 5 диаметров подвод щей трубы увеличиваетс  зазор между трубой и обечайками в зоне фурмы, котора  не нуж- даетс  в интенсификации охлаждени 

(прифланцева  зона), не дава  .улучшени  охлаждени  околорыпьной облас-; ти. При отношении малой оси эллип- тическогр конуса в большем его основании к зазору между обечайками

больше. 1:3 повышаетс  веро тность засорени  подвод щей трубы.

Гидравлическое сопротивление подвод щей трубы минимально, когда скорости охладител  в трубе и его

.истечени  равнь. При переходе щшинд- ра в эллиптический конус уменьшаетс  живое сечение, величина которого может быть оценена из уравнений AF X(r2-yz);

2г 1,5(y+z)-,

где uF уменьшение площади живого

сечени ,

г - радиус трубы, мм;

z,y - полуоси эллипса, мм.

Расчет по этим .уравнени м показывает , что при отношении малой оси эллиптического конуса к зазору между обечайками больше 1:3 площадь живого сечени  подвод щей трубы

уменьшаетс  более, чем на 50%, что приводит к резкому сокращению поступлени  охладител  в фурму при прочих равных услови х и снижает ее противо- прогарную стойкость.

Дополнительные резервы повышени  противопрогарной стойкости фурмы создаютс  при организации направленного движени  охладител  в ее полости . При однонаправленном вводе охладител  в полость (пр мой или тангенциальный ) и несимметричном расположении труб не достигаетс  равномерное охлаждение рьшьной части и наружной обечайки из-за вли ни  стока.

Вли ние стока может быть ослаблено за счет многонаправленного поступлени  охладител  в охлаждаемую полость , что достигаетс  подводом

охладител  по оси подвод щей трубы и через отверсти  по большим образующим эллиптического конуса.

Повышение интенсивности движени  охладител  в околорыльной зоне достигаетс  искусственным локальным подпором на выходе подвод щей трубы и организацией поступлени  охладител  вдоль наружной обечайки за счет того, что большее .основание эллиптического конуса заглушено, а в его центре выполнено отверстие при отношении его диаметра к диаметру подвод щей трубы, равном 0,3-0,4, и по большим образующим конуса выполнены отверсти  с общей площадью, определ емой на единице длины из выраже- . ни 

(x/D)2.

Локальный подпор на выходе подвод щей трубы обеспечивает требуемое распределение охладител  в полости фурмы - 10-20%. поступает через центральное отверстие непосредственн

к рыльной части, а 80-90% - к наружной обечайке, обеспечива  равномерное ее охлаждение в околорьшьной области, подверженной воздействию Ж1адкого металла.

При отношении диаметра центрального отверсти  к диаметру подвод щей трубы больше 0,4 увеличиваетс  охлаждение рыльной части, но при этом возрастает веро тность отражени  струн охладител  и ухудшаетс  охлаждение наружной обечайки, прилегающей к рыльной части, что повышает веро тность прогара фурмы в этой зоне.

При отношении диаметра центрального отверсти  к диаметру подвод щей трубы меньше 0,3 резко сокращаетс  поступление охладител  к рьшь .ной части, что увеличивает веро тность ее прогара.

В том случае, если по конструктив ным особенност м фурмы подвод ща  труба не может быть установлена на

рассто нии 2,5-3,5 ее диаметра от рьшьной части, центральное отверстие может быть снабжено патрубком-цилинд ром 10 ХФиг. 3). Диаметр центрального отверсти  определ етс  рассто нием между большим основанием эллиптического конуса и поверхностью рыльной части: с его увеличением от 2,5 до 3,5 диаметров подвод щей трубы соответственно увеличиваетс  диаметр

10

15

0

5

0

5

0

центрального отверсти  от 0,3 До 0,4 диаметра трубы.

Выполнение отверстий по большим образующим эллиптического конуса с их общей площадью на единице длины , определ емой из выражени 

(x/D)S

обеспечивает, с одной стороны, посто нство скорости охладител  в подво- . д щей трубе за счет его стока при уменьшении площади живого сечени  подвод щей трубы на участке эллипти- .ческого конуса, а с другой стороны, нарастающую интенсивность поступлени  охладител  В полость по мере приближени  к рьшьной части. Величина коэффициента выбираетс  в зависимости от длины эллиптического конуса.

X/D 2 3 4

а 0,2 0,1 0,05

При выполнении отверстий на единице длины по линейному закону

(x/D).

усиливаетс  охлаждение центральной и околофланцевой зон фзфмы и за счет .этого ослабл етс  охлаждение около- рьтьной зоны, что недопустимо при длине эллиптического конуса более 3 диаметров подвод щей трубы.

При выполнении отверстий на единице длины по закону

(x/D)3

практически весь сток охладител  происходит только у большего основани  эллиптического конуса, что увеличивает гидравлическое сопротивление фурмы и снижает ее противопрогарную стойкость за счет сокращени  расхода охладител  при неизменном давлении на коллекторе.

Отверсти  по большим образующим эллиптического конуса могут выполн тьс  в виде трапе;циевидной щели (фиг.- 3), круга (фиг. 4), набора пр моугольных щелей и т.д. Дл  направлени  потоков непосредственно к обечайкам и устранени  зоны соударени  встречных потоков отверсти  8 могут быть снабжены направл ющими лопатками 11 (фиг. 5).

Таким образом, по сравнению с известной конструкцией фурмы предлагаема  конструкци  фурмы обеспечивает повьшение противопрогарной стойкости за счет многомерной организации движени  охладител  в полости фурмы.

fufj

5-5

фи9Л

11

8

cpue.S

Claims (2)

1. ДУТЬЕВАЯ ФУРМА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащая рыльную часть с наружной и внутренней обечайками, фланец, подводящую и отводящую охладитель трубы, отличающая ся тем, что, с целью -повышения ее противопрогарной стойкости, выходной конец подводящей трубы на длине .3-5 ее диаметров выполнен переходящим от цилиндра в эллиптический конус при соотношении его малой оси в выходном сечении и зазора между обечайками 1:(2-3).

2. Фурма поп. 1, отличающаяся тем, что выходной.конец эллиптического конуса заглушен и в его центре выполнено отверстие при отношении его диаметра к диаметру подводящей трубы 0,3-0,4, при этом по большим образующим этого эллиптического конуса выполнены отверстия с их общей площадью F, определяемой на единице длины по следующей зависимости

F=a(|)S с SS где а - коэффициент, зависящий от длины эллиптического конуса; расстояние от оси отверстия до входного крнца эллиптического конуса, мм;

диаметр подводящей трубы, мм.