SU574475A1 - Топливно-кислородна фурма дл продувки металла - Google Patents
Топливно-кислородна фурма дл продувки металлаInfo
- Publication number
- SU574475A1 SU574475A1 SU7502116229A SU2116229A SU574475A1 SU 574475 A1 SU574475 A1 SU 574475A1 SU 7502116229 A SU7502116229 A SU 7502116229A SU 2116229 A SU2116229 A SU 2116229A SU 574475 A1 SU574475 A1 SU 574475A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- fuel
- oxygen
- nozzles
- lance
- tube
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Description
3
охлаждаемые етенкп сопл, где он оудет конденсироватьс . Это также ухудшает качество распыливани топлива и смесеобразовани . Подача такой химпчески неоднородной смеси, неодинаково подготовленной к сгоранию, приводит к тому, что нервоначальное воспламенение происходит в форме очага там, где местный состав смесн близок к стехиометрическому и где внешнего тепла достаточно дл развити экзотермических преднламенных реакций . На протекание этих подготовительных стадий необходимо врем .
Целью изобретени вл етс повышение эффективностн работы тонлнвно-кнслородной фурмы.
Указанна цель достигаетс тем, что в известной топливно-кислородной фурме дл иродувкн металла, содержащей водоохлаждаемый корпус из концентрично расположенных труб, соединенных с головкой с соплами, в которых установлены иодвижио топливоподающие трубки, кажда топливоиодающа трубка выиолнена составной из двух пр молинейных частей, соединенных между собой эластичной трубкой, причем часть трубки в сопле установлена с зазором в соосной с соплом направv юIдeй втулке, закрепленной жестко во входной его части, а эластична трубка в месте изгиба зафиксирована от поперечных смещеннй криволинейной направл ющей втулкой, жестко закрепленной в трубе дл подачи кислорода .
На фиг. 1 изображена нижн часть топливпо-кислородной фурмы в разрезе; на фиг. 2- разрез по А-А на фиг. 1; па фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1.
Топливно-кислородна фурма содержит водоохлаждаемый корпус из концентрично расположенных труб 1-4, соединенных с головкой 5 и образующих тракты дл подачи топлива , кислорода, охлаждающей воды и отвода последней. Головка имеет несколько сопл 6 типа Лавал , которые на выходных участках снабжены кольцевыми выточками. Вместо сопл Лавал могут примен тьс сопла типа Вентури.
Дл подачи жидкого топлива из центральной трубы в сопла предназначены топливоподающие трубки, которые выполнеиы составными из двух пр молинейных частей 7 и 8, соединенных между собой эластичной трубкой 9. Части трубок могут быть выполнены из меди или стали, а в качестве эластичных трубок могут использоватьс при температуре до 40°С полиэтиленовые трубки толщииой 0,5-1,5 мм, при температуре до 135° - резиновые или хлопчатобумажные шланги, которые, в случае необходимости, могут быть упрочнены внешней хлопчатобумажной или металлической оплеткой, а в некоторых случа х - внутренними хлопчатобумажными или металлическими каркасами. Дл повышени прочности оплетки и каркасы могут быть многослойными . Нри температуре до 230°С исиользуютс фторопластовые трубки, а при темпе4
рат)фе до 550°С - гибкие металлические герметичные рукава, заключенные, в случае необходимости , в проволочную оплетку. Дл изготовлени металлических рукавов может
быть исиользована лента из нержавеющей стали 1Х18Н9Т толщиной 0,15-0,4 мм, а также ленты из углеродистой стали, меди, латуни , бронзы, монель-металла, никел или титана . В качестве оплетки исиользуют проволоку того же материала диаметром 0,3-0,5 мм. Гибкие металлические рукава соедин ютс герметично с част ми трубок при помощи пайки . Но сравнению с резинотканевыми шлангами металлические рукава с трубкой из нержавеющей стали обладают высокой гибкостью и имеют меньший вес. Части 7 топливоподающих трубок герметично соединены с заглушкой 10 центральной трубы, а части 8 установлены с зазором (свободно) в соилах в соосных пр молинейных иаиравл юших втулках 11, которые жестко закреплены во входных част х сопл с помощью ребер-рассекателей 12. Величина зазора составл ет 100-500 мкм. Втулки и ребра-рассекатели изготовлены из
того же материала, что и топ.тивоподающие трубки, а толщина стенок не превышает 0,25- 1 мм. Длина втулки составл ет 2-5 диаметров топливоподающей трубки. Нри большой длине входной части сопл концентрична установка каждой части 8 топливоподающей трубки осун,ествл етс с помощью двух разнесенных на длину не менее 5-8 диаметров трубки соосных с соплом направл ющих втулок , длина которых пе превышает 0,5-1 диаметра указанной трубки. Внутренн поверхность втулок или наружна поверхность трубки могут быть покрыты фторопластом или графитом дл уменьшени коэффициента трени , при этом зазор между част ми 8 и втулками может быть уменьшен до 100-150 мкм, что уменьшает отклонение от соосности топливоподающих трубок и сопл.
Эластичные трубки в местах пересечени осей пр молинейных участков 7 и 8, т. е. в местах изгиба, зафиксированы от поперечных смещений соответствующими криволинейными направл ющими втулками 13, которые жестко закреилены в трубе 2, предназначенной дл подачи кислорода, на ребрах-рассекател х 14. Наименьший радиус изгиба криволинейной втулки зависит от материала эластичных трубок и толщины их стенок, а длина изогнутого участка их зависит от угла наклона сопл к продольной оси фурмы и составл ет:
( мм,
180 V2 /
где 3,14;
а - угол наклона сопл и продольной оси
фурмы; R - наименьщий радиус изгиба втулок в
мм; du - наружный диаметр втулок в мм.
Во всем остальном втулки 13 аналогичны втулкам 11. Это обеспечивает строгую фиксацию положени топливоподающих трубок.
Угол наклона сопл к продольной оси фурмы составл ет О-90°, т. е. сопла могут быть установлены как параллельно продольной оси, так и перпендикул рно, а также под любым необходимым углом в этом диапазоне. Центральна труба 1 выполнена подвижной относительно продольной оси фурмы, а вследствие соединени ее с тонливоподающими трубками последние могут перемещатьс в соплах вдоль их осей, причем величина продольного (соосного) перемещени частей 8 топливоподающих трубок всегда равна величине продольного перемещени центральной трубки 1, независимо от угла наклона сопл, что упрощает контроль положени и перемещени частей 8 в соплах, а также механизм перемещени центральной трубы.
Такое конструктивное выполнение топливоподающих трубок и указанное расположение их в фурме обеспечивает строгую концентричность их с соплами, а также синхронное и соосное продольное перемещение пр молинейных участков 8 в соплах, независимо от угла наклона последних и величины продольного перемещени центральной трубы, что исключает несоосное впрыскивание топлива в поток кислорода и попадание его на охлаждаемые стенки сопл.
Фурма работает следующим образом.
После завалки скрапа и заливки жидкого чугуна, например, в конвертор дл сокращени продолжительности прогрева и расплавлени твердой шихты продувку осуществл ют топливно-кислородным факелом. Жидкое топливо подаетс в необходимом количестве по центральному тракту, а затем равномерно через топливоподающие трубки - в полость сопл 6, где оно распыл етс потоком кислорода , подаваемым по кольцевому тракту. Охлаждаема вода подаетс по кольцевому тракту в межсопловую полость и далее отводитс на слив. Конструкци фурмы предусматривает рациональную организацию потока воды в головке фурмы. Пережим канала подвода охлаждающей воды у головки увеличивает скорость и способствует срыву паровой пленки на днище при локальных перегревах головки. Это обеспечивает интенсивное охлаждение поверхности теплообмена и повышение стойкости фурмы.
Фурма обеспечивает получение короткого, хорошо рассредоточенного факела с высокой тепловой интенсивностью.
Измен положение топливно-кислородных трубок относительно оси сопл, регулируют в необходимых пределах степень перемешивани топлива с кислородом, длину и температуру факела, что позвол ет оперативно управл ть работой фурмы. Подача жидкого топлива регулируетс таким образом, чтобы обеспечить полное его сгорание. При необходимости подача топлива может быть прекращена.
а фурма использована только дл подачи в сталеплавильную ванну кислорода. Кроме того , рафинирование может производитьс без отключени подачи топлива, при этом не происходит окислени металла с выделением бурого дыма, что уменьшает запыленность отход щих газов и резко снижает требовани к газоочистке. Концентричное расположение топливоподаюших трубок в соплах, а также продольное и соосное перемещение их частей 8 в последних позвол ет осуи ествить центральный соосный ввод топлива в кольцевой поток кислорода при любой величине указанного перемещени
и угла наклона сопл, что обеспечивает хорошее механическое их смешивание и равномерное распределение эмульсии по поперечному сечению сопл с образованием однородной газовой фазы.
Распыление топливной струи в этом случае осуществл етс в результате активного воздействи кольцевой струи кислорода, имеющей высокие скорости истечени и большую кинетическую энергию, котора может быть использована также дл инжекции топлива. При этом, кроме достаточно хорошего перемешивани кислорода с топливом, улучшаетс качество распыливани топлива и смесеобразоваии в поперечных сечени х реального сопла . Этим достигаетс химическа однородность состава газа и его температура, что обеспечивает химическую и физическую полноту горени топлива, а также улучшает преобразование химической энергии топлива в
тепловую, а затем в кинетическую энергию вытекаюшей струи газа.
Кроме того, высокие скорости истечени кислорода создают по периферии факела рециркул ционные вихри, которые способствуют
стабилизации горени у поверхности головки и уменьшению шума гор щего факела.
Равномерное заполнение объема сопла распыленным топливом улучшает услови горени топлива в сопле, повышает степень использовани кислорода, улучшает аэродинамику факела, облегчает регулирование соотношени топливо - кислород и состава продуктов сгорани , а также обеспечивает создание устойчивого факела и возможность регулировани длины факела и его температуры без проскоков и отрыва пламени.
Кольцева выточка на выходном участке сопла позвол ет стабилизировать интенсивный факел на выходе из соила благодар созданию
рециркул ции продуктов сгорани при внезапном адиабатном расширении топливнокислородной смеси из-за уменьшени давлени и температуры. Кольцева выточка способствует внезапному расширению потока и возникновению ударной волны.
Область низкого давлени , возникающа у усть сопла, заставл ет часть топливно-кис лородного потока подсасыватьс обратно, образу рециркул цию по кольцевой форме. Сгорание начинаетс на небольшом рассто нии от
сопла, так что рециркул ционный поток состоит из распыленного топлива, кислорода и раскаленных продуктов сгорани .
Топливно-кислородна фурма обеспечивает также сравнительно низкий уровень шума, поскольку топливо смешиваетс с кислородом до выхода из сопл и поскольку предусмотрены меры по стабилизации фронта пламени. Устранение беспор дочных проскоков, срывов пламени, раздвоение факела на зоны гор щего и еще не воспламенившегос газа, увеличение разности скоростей истечени топлива и кислорода, улучшение перемешивани компонентов смеси, обеспечение рециркул ции продуктов горени и пропорциональной подачи топлива и кислорода привод т к резкому снижению щума, что улучшает услови труда и снижает механические напр жени в соплах .
Предлагаема топливно-кислородна фурма позвол ет повысить гибкость процесса в смысле увеличени доли лома в металлической части шихты в результате компенсации недостаюшего тепла теплом дополнительно подаваемого теплоносител . Така фурма позвол ет быстро и хорошо разогревать огнеупорную футеровку конверторов, а также регулировать температуру жидкого металла в конце продувки.
Таким образом, использование топливнокислородной фурмы позвол ет осуществить центральное впрыскивание топлива в поток кислорода при углах наклона сопл О-90°, улучшить механическое перемешивание топлива с кислородом, качество распылевани и смесеобразовани по всему объему реального сопла, обеспечить химическую однородность состава газа и его температуру, химическую и физическую полноту горени топлива, улучшить преобразование химической энергии топлива в тепловую, а затем в кинетическую энергию вытекающей струи газа, сократить затраты времени на подготовительные стадии дл развити экзотермических предпламенных реакций, улучшить услови горени топлива, повысить степень использовани кислорода, регулировани соотношени топливо - кислород и состава продуктов сгорани , обеспечить
создание устойчивого факела и возможность регулировани длины факела и его температуру без проскоков и отрыва пламени, улучшить аэродинамику факела, обеспечить стабилизацию фронта пламени, низкий уровень шума, осуществить нагрев и расплавление холодной шихты без химического недожога смеси, улучшить охлаждение выходных частей сопл и головки фурмы, улучшить услови труда, что повышает эффективность работы фурмы.
Claims (3)
1.Топливно-кислородна фурма дл продувки металла, содержаща концентрично расположенные трубы, соединенные с головкой с соплами, в которых подвижно установлены топливоподающие трубки, отличающа с тем, что, с целью повышени эффективности работы фурмы, кажда топливоподающа трубка выполнена составной из двух пр молинейных частей, соединенных между собой эластичной трубкой, при этом фурма снабжена пр молинейной направл ющей втулкой , жестко закрепленной во входной части сопла, и криволинейной направл ющей втулкой , жестко закрепленной в кислородной трубе .
2.Фурма по п. I, отличающа с тем, что длина криволинейной направл ющей втулки равна
(l мм,
180 V2 /
где а - угол наклона сопл к продольной оси
фурмы; R - наименьщий радиус изгиба втулки,
мм; dn - наружный диаметр втулки, мм.
3.Фурма по п. 1, отличающа с тем, что эластична трубка в пр молинейной направл ющей втулке установлена с зазором.
Источники информации, пршиггыс во внимание при экспертизе
1. Патент СССР № 464129, кл. С 21с 5/48, 1967.
12
б- В
14
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU7502116229A SU574475A1 (ru) | 1975-03-26 | 1975-03-26 | Топливно-кислородна фурма дл продувки металла |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU7502116229A SU574475A1 (ru) | 1975-03-26 | 1975-03-26 | Топливно-кислородна фурма дл продувки металла |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU574475A1 true SU574475A1 (ru) | 1977-09-30 |
Family
ID=20613589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU7502116229A SU574475A1 (ru) | 1975-03-26 | 1975-03-26 | Топливно-кислородна фурма дл продувки металла |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU574475A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5217366A (en) * | 1990-10-16 | 1993-06-08 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for heating a thermic enclosure and burner |
-
1975
- 1975-03-26 SU SU7502116229A patent/SU574475A1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5217366A (en) * | 1990-10-16 | 1993-06-08 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process for heating a thermic enclosure and burner |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3638932A (en) | Combined burner-lance for fume suppression in molten metals | |
EP1135536B1 (en) | Integrated device to inject technological gases and powdered material and method to use the device for the processing of baths of molten metal | |
RU2185528C2 (ru) | Способ и устройство для создания высокоскоростного когерентного основного газового потока, способ подачи газа в жидкость | |
EP0631090B1 (en) | Controlled flame fuel jet combustion | |
US3427151A (en) | Process and apparatus for introducing a gaseous treating stream into a molten metal bath | |
RU2239139C2 (ru) | Способ получения множества когерентных газовых струй при использовании единственной фурмы (варианты) и фурма для его осуществления | |
US3556497A (en) | Lance with venturi oxygen nozzle | |
JP2015503076A (ja) | トップサブマージ注入用流体冷却式ランス | |
KR20040068621A (ko) | 금속, 금속 용탕, 및/또는 슬래그의 건식 야금처리 방법및 주입장치 | |
US3347660A (en) | Method for refining metals | |
AU2014335829B2 (en) | Top submerged injection lance for enhanced submerged combustion | |
CN207002785U (zh) | 调束变角射流氧枪 | |
KR930007311B1 (ko) | 전로 취련용 랜스(lance) | |
US5458320A (en) | Accretion controlling tuyere | |
SU574475A1 (ru) | Топливно-кислородна фурма дл продувки металла | |
WO2020173088A1 (zh) | 同轴双超音速氧流集束氧枪 | |
US3912244A (en) | Apparatus for oxygen-lancing a metallurgical bath | |
US2937864A (en) | Gun assembly used in an open hearth furnace | |
US3313535A (en) | Oxygen-fuel lance | |
CA1051659A (en) | Liquid-fuel atomization and injection device | |
CN107923614A (zh) | 氧烧嘴及氧烧嘴的运转方法 | |
RU2245373C1 (ru) | Дутьевая фурма доменной печи | |
US4116611A (en) | Gaseous and liquid fuel burner | |
US4040792A (en) | Gas burner for carbon black reactor | |
SU899661A1 (ru) | Газо-кислородна фурма дл продувки расплавов |