Claims (1)
Недостатками данной фурмы вл ютс неравномерность распределени топлива по сечению внутреннего клапана фурмы, не обеспечивающа полное сгорание дополнительного топлива , сложность изготовлени полукольцевой камеры и всего устройства, а также ухудшение условий охлаждени воздушной фурмы 390 и снижение ее стойкости из-за одностороннего по сечению канала фурмы горению дсгюлкительного топлива. Цель изобретени - обеспечение интенсивного перемешивани дополнительного топлива с гор чим дутьем, равномерного горени топлива в поперечном сечении канала фурмы, высокой полноты его сгорани , предохранение внутренней поверхности канала фурмы от газодинамического удара топливной струи. Поставленна цель достигаетс тем, что В фурме, содержащей водоохлаждаемый полый ко{шус, фланец на торцовой части корпуса, топливоподвод щую .трубку, пропущенную через водоохлаждаемую полость, и распределительную камеру в виде наконечника на топливоподвод щей трубке, распределительна камера выполнена с перфорацией типа каналов различного сечени , продольные оси которых расположены симметрично в плоскости поперечного сечени фурмы, причем канал максимального сечени расположен на продольной оси наконечника, а сечени остальных уменьшаютс с увеличением угла между их продоль ной осью и осью наконечника. Углы между ос ми соседних каналов наход тс в пределах от 15 до 45°, суммарна площадь поперечных сечений всех каналов рав на 0,3-0,8 площади поперечного сечени топливоподвод щей трубки, а отношение площади поперечного сечени наибольшего канала к площади поперечного сечени наименьшего канала находитс в пределах 1,08-16. Плоскость сечени , в которой расположены продольные оси всех топ ивовыводных каналов , ориентирована к оси фурмы под углом от 45 до 135°. Углы между продольнылт ос ми соседшх и крайних каналов определ ютс главным образом числом каналов, вьтолненных в распределительной камере. Количество каналов в распределительной камере {авно 3-9, так как большее число каналов выполнить в одной плоскости сечени наконечника пр неизменно соотношении площадей каналов технологически затруднительно. Угол 45° между продольными ос ми соседних каналов может быть при трехканальном наконечнике. Угол более 45° нецелесообразен , так как нар)Ш1аетс равномерное распределение топлива в поперечном сечении фур мы и снижаетс степень использовани центральной его части. Дл наконечника с большим vicnoM каналов (например, 9 каналов) углы между продольными ос ми соседних каналов составл ют 15-20°. Минимальный угол между продольными ос ми крайних каналов при трехканальном наконечнике составл ет 45°, как можно заключить из сказанного вьпле, а максимальный угол 140° может иметь место при дев тиканальном наконеч1гике. Увеличение угла более 140° нецелесообразно, так как при этом, даже при самом незначительном сечении топливовыводного крайнего канала, стру топлива будет бить о внутреннюю поверхность фурменного канала, разруша ее под воздействием газодинамического и теплового переиапр жений . Сечение топливоподвод щей трубки выбираетс , исход из размеров водоохлаждаемой полости фурмы и располагаемого напора дополнительного топлива, подаваемого в доменную печь. При подаче природного газа скорости в зтих трубках обычно не превышают 50-80 м/с. Если такие скорости сохранить и при вводе газа в канал фурмы, то получитс в лый, легко деформируемый факел, так как скорость подачи гор чего дуть в доменную печь составл ет 150-250 м/с. Поэтому минимальна скорость истечени газа определ етс из равенства напоров природного газа и гор чего дуть ( JL) 2g Это дает скорость выхода газа пор дка 100-110 м/с и соответственно суммарное сечение всех каналов дл выхода газа равно 0,75-0,8 площади поперечного сечени тошшвовьшод щей трубки. Максимальна скорость истечени газа определ етс , исход из того, что газоданамнческий напор топливной струи в 4 раза превьплает напор гор чего дуть . Это дает скорость истечени газа, равную 231 м/с, т.е. немного больше 0,5 звуковой. При зтом суммарное сечение каналов должно быть равно 0,3-0,34 площади поперечного сечени топливоподвод щей трубки. Дальнейшее повышение скоростей нецелесообразно , так как будет св зано с опасностью локальных тепловых ударов на внутреннюю поверхность канала фурмы. Максимальный угол разлета факела 14, а центральный угол дра посто нных скоростей 7°. В гор щем факеле, наход щемс под воздействием напора дуть , эти цифры безусловно другие, однако принципиальна картина , наблюдаема при истечении струй, сохран етс . Поэтому, чтобы внутренн поверхность фурмы в зоне активного горени факела испытывала одинаковое тепловое напр жение по мере приближени ее к кромке шконечника , факел должен быть укорсен. Это может быть осуществлено только за clei уменьшени поперечного сечени канала, ни скольку скорости газа во всех каналах буду одинаковыми. Реальным вл етс максимальное рассто ние от внутренней поверхности канала фур мы до кромки канала по оси наконечника при наклонном его расположении (под углом например, 135°) 200 мм, а минимальное в этом случае около 50 мм. Тогда отношение диаметров максимального и минимального каналов будет соответстаовать соотношению этих рассто ний . - 200 40 а отношение площади равно 16, Дп трехканального наконечника с углом между продольными ос ми каналов 45° дли на центрального факела близка к длине дву соседних, поэтому отношение площадей сечений этих каналов близко к 1,03; Угол наклона наконечника к направлению потока гор чего дуть зависит прежде всего от параметров дуть , в том числе от степени его обогащени кислородом и температуры (чем выше эти параметры, тем при прочих равных услови х длина факела долхсна быть меньше). С этой точки зрени угол 45° дает короткий путь тошгивовоздушной смеси по каналу фурмы к обеспечивает еще устойчивость факела, а угол 135° - наиболее длинный путь, когда ао параметрам дуть необходим длинный факел горени топлива. За пределами этих углов факел становит с неустойчивым и тфижимаетс к поверхнос ти фурмы. Изобретение основано на разделении потока вводимого топлива на отдельные струи с учетом угла распределени каждого факела и сужени дра высоких скоростей гарантирующих равномерность распределени топлива по всему сечению фурмь. без образовани ло кальных зон нанболее высоких температур и обеспечивающих хорошее перемешивание дополнительного топлива с гор чим дутьем и практически полное сгорание его в фурменном очаге горе1ш . На фиг. 1 схематично изображена воздуш на фурма с распределительной камерой в виде сферического наконечника, общий вид; на фиг. 2 и 3 - распредел тедака камера с тошшвовыводными каналами различного сечени , продольные оси которых расположены в одной плоскости с продольной осью наконечника (вариант). Устройство состоит из полого водоохлаждаемого конического корпуса 1, фланца 2 на торцовой части, пропущенной через фланец и водоохлаждаемую полость корпуса фурмы тоштвоподвод щей -рубки 3, заканчивающейс распределительной камерой 4, жестко присоединенной к трубкб на резьбе или посредством сварки. При этом полость расположени продольных осей всех тошшвовыводных каналов и продольной оси наконечника ориентирована к направлению потока, горного дуть под углом 90°. Распределительна камера представл ет собой сферический наконечник, в котором выполнены п ть каналов различного сечени : один центральный канал диаметром 12 мм, два симметричных канала каждый диаметром 10 мм, два симметричных канала диаметром 9 мм и два симметричных канала диаметром 6 мм. Углы между продольными ос ми соседних каналов составл ют 17-25°,.а угзл между продольными ос ми крайних каналов диаметром 6 мм - около 130°. Суммарна площадь поперечного сечени всех каналов составл ет при11шзительно 0,58 площади поперечного сечени топливоподвод щей трубки, а отношение плошада поперечно- , го сечетш большого канала к площади поперечного сечени меньшего канала равно 4. Устрдаство работает следующим образом. Во внутреннее пространство KOfSiyca 1 фурмы подаетс гор чее дутье, дс юлнительное тошпшо (например, природный газ) поД давле1{ием ввод т через топливоподвод щую трубку 3, пропущенную через фланец 2 и водоохлаждаемую полость корпуса 1 фурмы. Через каналы в наконечнике топливо поступает во внутреннее пространство фурмы, образу веерообразный факел, состо щий из отдельных струек, и равномерно распредел сь в ее поперечном сечении. Воздушное (гор чее ) дуг-ье, движущеес с большой скоростью (пор дка 150/250 м/с), пронизывает факел, дополнительно раз&1ва его на мельчайшие струйки и хорошо перемешива сь с топливом, обеспечивает услови дл его полного сгорани . Формула изобретени 1. Воздушна фурма доменной печи, содержаща водоохлаждаемый полый корпус, фланец на торцовой части корпуса, топливоподвод щую трубку, пропущенную через водоохлаждаемую полость, и распределительную камеру в виде -наконечника на топливоподвод щей трубке, отличающа с тем, что, с целью снижени расхода кокса путем улучшени перемешивани дополгштельного топлива с гор чим дутьем и повышени полноты его сгорани распределительна камера выполнена с перфорацией типа каналовThe disadvantages of this tuyere are the uneven distribution of fuel over the cross section of the internal tuyere valve, which does not ensure complete combustion of additional fuel, the complexity of manufacturing the semi-annular chamber and the entire device, as well as the deterioration of the cooling conditions of the air tuyere 390 and decrease its durability due to one-way tuyere burning over the section dsgulkitelny fuel. The purpose of the invention is to provide intensive mixing of additional fuel with hot blast, uniform fuel burning in the cross section of the tuyere channel, high completeness of its combustion, protection of the inner surface of the tuyere channel from gasdynamic impact of the fuel jet. The goal is achieved by the fact that, in a tuyere containing a water-cooled hollow shell, a flange on the front part of the body, a fuel supply pipe passed through the water-cooled cavity, and a distribution chamber in the form of a tip on the fuel supply tube, the distribution chamber is made with perforation like channels different sections, the longitudinal axes of which are located symmetrically in the cross-sectional plane of the tuyere, the channel of maximum section being located on the longitudinal axis of the tip, and the remaining sections of decreases with increasing angle between their longitudinal axis and tip axis. The angles between the axes of adjacent channels are in the range of 15 to 45 °, the total cross-sectional area of all the channels is 0.3-0.8 the cross-sectional area of the fuel supply tube, and the ratio of the cross-sectional area of the largest channel to the smallest cross-sectional area The channel is within 1.08-16. The plane of the section, in which the longitudinal axes of all the top and bottom outflow channels are located, is oriented to the axis of the tuyere at an angle from 45 to 135 °. The angles between the longitudinal axis of the neighboring and extreme channels are determined mainly by the number of channels that are filled in the distribution chamber. The number of channels in the distribution chamber {avno 3-9, since a greater number of channels in one plane of the section of the tip pr is always the ratio of the areas of the channels technologically difficult. The angle of 45 ° between the longitudinal axes of adjacent channels can be at a three-channel tip. An angle of more than 45 ° is impractical, since the load is uniformly distributed in the cross-section of the truck and the use of its central part decreases. For a tip with a large channel (for example, 9 channels), the angles between the longitudinal axes of the adjacent channels are 15-20 °. The minimum angle between the longitudinal axes of the extreme channels at the three-channel tip is 45 °, as can be inferred from what was said, and the maximum angle of 140 ° can occur at the nine-channel tip. An increase in the angle of more than 140 ° is impractical because at this, even with the slightest section of the fuel outlet end channel, the jet of fuel will hit the inner surface of the tuyere channel, destroying it under the influence of gas-dynamic and thermal reconnections. The cross section of the fuel supply tube is selected based on the size of the water cooled cavity of the tuyere and the disposable head of the additional fuel supplied to the blast furnace. When natural gas is supplied, the speeds in these tubes usually do not exceed 50-80 m / s. If such velocities are maintained and when gas is introduced into the lance channel, it will result in a faint, easily deformable torch, since the feed rate of a hot blast to the blast furnace is 150-250 m / s. Therefore, the minimum gas outflow rate is determined from the equality of the natural gas head and hot blow (JL) 2g. This gives a gas exit rate in the order of 100-110 m / s and, accordingly, the total cross-section of all channels for the gas exit is 0.75-0.8 cross-sectional area of a nausea tube. The maximum gas outflow rate is determined based on the fact that the gas supply pressure of the fuel jet 4 times exceeds the pressure of a hot blow. This gives a gas outflow rate of 231 m / s, i.e. slightly more than 0.5 sound. With this, the total cross-section of the channels should be equal to 0.3-0.34 of the cross-sectional area of the fuel supply tube. A further increase in speed is impractical, since it will be associated with the danger of local thermal shocks on the inner surface of the lance channel. The maximum angle of expansion of the torch is 14, and the central angle of the core of constant speeds is 7 °. In the burning torch, which is blown under the pressure, these figures are certainly different, but the basic picture, observed when the jets outflow, remains. Therefore, in order for the inner surface of the tuyere in the active burning zone of the torch to experience the same thermal stress as it approaches the edge of the keeper, the torch must be rooted. This can be done only for clei reducing the cross section of the channel, nor will the gas velocity in all the channels be the same. The real is the maximum distance from the inner surface of the channel of the truck to the edge of the channel along the axis of the tip when it is inclined (at an angle of, for example, 135 °) 200 mm, and the minimum in this case is about 50 mm. Then the ratio of the diameters of the maximum and minimum channels will correspond to the ratio of these distances. - 200 40 and the area ratio is 16, Dp of a three-channel tip with an angle between the longitudinal axes of the channels 45 ° the length of the central plume is close to the length of two adjacent ones, therefore the area ratio of these channels is close to 1.03; The angle of inclination of the tip to the direction of flow of a hot blow depends primarily on the parameters of the blow, including the degree of its enrichment with oxygen and temperature (the higher these parameters are, the other things being equal, the length of the flame should be less). From this point of view, the angle of 45 ° gives the shortest path of the air-gas mixture along the lance channel to ensures the stability of the torch, and the angle of 135 ° is the longest way when a long torch of fuel is needed for parameters. Outside these angles, the flare becomes unstable and touches the surface of the tuyere. The invention is based on dividing the flow of injected fuel into separate jets, taking into account the angle of distribution of each flare and narrowing the core of high speeds ensuring uniform distribution of fuel over the whole section of tuyeres. without the formation of local zones at higher temperatures and providing good mixing of additional fuel with hot blast and almost complete combustion in the tuyere hearth of the mountain. FIG. 1 schematically shows the air on the lance with a distribution chamber in the form of a spherical tip, a general view; in fig. 2 and 3 - the distribution of the chamber with the sash channels of various sections, the longitudinal axes of which are located in the same plane with the longitudinal axis of the tip (option). The device consists of a hollow water-cooled conical body 1, a flange 2 on the front part, passed through the flange and a water-cooled cavity of the body of a slug-shaped tube 3, ending with a distribution chamber 4 rigidly attached to the tube through a thread or by welding. At the same time, the cavity of the longitudinal axes of all the sutured canals and the longitudinal axis of the tip is oriented to the direction of flow, the mountain one blowing at an angle of 90 °. The distribution chamber is a spherical tip in which five channels of different cross sections are made: one central channel with a diameter of 12 mm, two symmetric channels each with a diameter of 10 mm, two symmetric channels with a diameter of 9 mm and two symmetrical channels with a diameter of 6 mm. The angles between the longitudinal axes of adjacent channels are 17-25 °, and the angle between the longitudinal axes of the extreme channels with a diameter of 6 mm is about 130 °. The total cross-sectional area of all the channels is about 0.58 cross-sectional area of the fuel supply tube, and the ratio of the large channel to the cross-sectional area of the smaller channel is 4. The device works as follows. A hot blast is fed into the internal space of the KOfSiyca 1, ds july (for example, natural gas) by pressing the pressure through the fuel supply tube 3 passed through the flange 2 and the water cooled cavity of the lance 1 body. Through the channels in the tip, the fuel enters the inner space of the tuyere, forming a fan-shaped torch consisting of separate streams, and is evenly distributed in its cross section. An air (hot) arc moving at high speed (on the order of 150/250 m / s) penetrates the torch, an additional 1 ample of it in the smallest trickles and mixes well with the fuel, provides conditions for its complete combustion. Claim 1. Air blast furnace lance comprising a water-cooled hollow body, a flange on the front part of the body, a fuel supply tube passed through the water-cooled cavity, and a distribution chamber in the form of a tip on the fuel supply tube, so as to reduce coke consumption by improving the mixing of extra hot fuel with hot blast and increasing its combustion completeness; the distribution chamber is made with perforation like channels