SU994560A1 - Tuyere device of blast furnace - Google Patents

Tuyere device of blast furnace Download PDF

Info

Publication number
SU994560A1
SU994560A1 SU813249319A SU3249319A SU994560A1 SU 994560 A1 SU994560 A1 SU 994560A1 SU 813249319 A SU813249319 A SU 813249319A SU 3249319 A SU3249319 A SU 3249319A SU 994560 A1 SU994560 A1 SU 994560A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
blast
nozzle
fuel
critical section
insert
Prior art date
Application number
SU813249319A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Лисицкий
Михаил Игнатьевич Ровенский
Владимир Владимирович Врублевский
Валентин Иванович Ковтун
Original Assignee
Институт черной металлургии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт черной металлургии filed Critical Институт черной металлургии
Priority to SU813249319A priority Critical patent/SU994560A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU994560A1 publication Critical patent/SU994560A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
    • C21B7/16Tuyéres

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Blast Furnaces (AREA)

Description

(54) ФУРМЕННЫЙ ПРИБОР ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к оборудот ванию доменных печей дл  подачи дуть Известны фурменные приборы доменных пемей, предназначенные дл  подачи в рабочее пространство печи смеси комбинированного дуть  с топливом и содержащие дутьевое сопло, примыкающее непосредственно к фурме во.внутреннее пространствр которой введен топливоподвод щий патрубок 1 Известные конструкции фурменных . приборов не создают технологически требуемой однородности смеси, что отрицательно сказываетс  на распределении восстановительных газов по сечению доменной печи и  вл етс  при чиной выпадени  сажистого углерода  влени , резко.ухудшающего дренаж жидких продуктов плавки в околофурменном пространстве, что в свою очередь приводит к преждевременному прогару фурм и, как следствие, к вне плановым остановкам печей, а также .. к снижению интенсивности плавки. Дл  улучшени  смешени  топливодутьевой смеси, повышени  степени ее однородности во внутреннем пространстве фурмы устанавливают вставки, выполн емые водоохлаждаемыми или из какого-либо жаропрочного материала. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  фурменный прибор доменной печи, содержащий дутьевое сопло, фурму с топливоподвод щим патрубком и профилированную жаропрочную многосопловую вставку , расположенную во внутреннем пространстве прибора 2. Недостатком такого конструктивного решени   вл етс  невысока  степень смешени  дутьевых компонентов с топливом к горению смеси в локальных участках фурмы, неравномерному температурному уровню после смешени , что в конечном итоге ухудшает g степень реагировани  топлива и однородности горнового газа и приводит к увеличению расхода кокса и к снижению стойкости фурм. Целью изобретени   вл етс  снижение расхода кокса и повышение однородности горнового газа. Цель достигаетс  тем, что в известном фурменном приборе, содержащем дутьевое сопло, фурму дл  подач дуть  в печь с топливоподвод щим патрубком и профилированную жаропрочную многосопловую вставку, расположенную во внутреннем пространст ве прибора, вставка установлена Bq внутреннем пространстве фурмы с образованием двух расшир ющихс  сопел критическое сечение меньшего из которых расположено между выходным торцом дутьевого сопла и выходным отверстием топливоподвид щего патрубка , а критическое сечение больше го сопла - на рассто нии -6 диамет ров топливоподвод щего патрубка от критического сечени  меньшего ;сопла по ходу потока дуть . Такое выполнение и установка вста ки позвол ют осуществить в пределах внутреннег© пространства фурмы двух стадийное смешение дуть  с топливом , стабилизировать смешанный пото подать в рабочее пространство печи топливЪдутьевой поток с высокой сте пенью смешени  в виде мощной высокоскоростной струи и круглого сечени  т.е. повысить однородность и дально бойность истекающего потока. На фиг. 1 изображен фурменный прибор,- продольный разрез; на фиг. поперечный разрез.А-А на фиг.1. Устройство содержит дутьевое соп ло 1, примыкающее к фурме 2 посредством разъемного соединени  с шаро вой заточкой по поверхности примыкани  . Фурма 2 выполнена в виде водоохлаждаемого корпуса 3 конической формы, через который пропущен топливоподвод щий патрубок с выходным отверстием 5 во внутреннее пространство 6 фурмы, в котором установлена профилированна  вставка 7Вставка 7. выполнена в виде двух неправильной формы (несимметричных конусов 8 и 9 соединенных общим ос нованием 10 между собой, с желоб ками 11 и 12 на боковой поверхности конусов 8 и 9 ,образующих с внутренней стенкой 13 корпуса 3 два расшир ющихс  сопла и 15 с входной мастью 16 и 17 соответственно и с критическими сечени ми 18 и Т9 соответственно . Верхнее расшир ющеес  сопло 1 выполнено с меньшим проходным сечением, нижнее сопло 15 с большим проходным сечением, при этом отношение верхнего критического сечени  к нижнему находитс  в пределах 0,5-0,8. Наибольша  площадь поперечного сечени  вставки 7 должна находитьс  в пределах 13-15% от поперечного сечени  пространства 6. Критическое сечение 18 должно быть расположено между выходным торцом дутьевого сопла 1 и выходным отверстием 5 патрубка 4, а критическое сечение 19 должно быть расположено на рассто нии k-6 диаметров патрубка k от критического сечени  18 по ходу направлени  дутьевого потока. Вставка 7 может- быть выполнена самосто тельно водоохлаждаемой или соединенной патрубками с водоохлаждаемым .корпу-. сом 3 . Вставка 7 может также выполн тьс  из жаропрочного или огнеупорного материала , например карбида кремни  и т.п., прессованной или литой. Возможно и выполнение вставки 7 с охлаждением по центру и наружной футеровкой или огнестойким покрытием ( напылениемJ. Угол раскрыти  расшир ющихс  сопел выбираетс  из условий сплошности потоков и практически составл ет дл  верхнего сопла 6-8°, а дл  нижнего 10 - . Указанные углы обеспечивают в процессе соударени  потоков активное взаимодействие между собой, наличие участка стабилизации после соударени . Устройство работает следующим об- разом. Высокотемпературное дутье подааетс  через сопло 1 в фурму 2, а топливо (природный, коксовый и другие газы)подаетс   через патрубок 4 и выходное отверстие 5 в пространство 6. При встрече дуть  вершиной конуса 8 со вставки 7:поток распредел етс  на две неравные части: kO% дуть  поступает через входную часть 16 в критическое сечение 18, а остальна  часть дуть  поступает через входную часть 17 в критическое сечение 19В критическом сечении 18 происходит повышение скорости верхней части, дутьевого потока, увеличение эжектирующего действи , высасывание (захват ) и дробление топливной струи, активное взаимодействие дуть  с топливом , усреднение компонентов между собой в расшир ющейс  части 14. Одновременно при прохождении Н1 1жней части дутьевого потока через критическое сечение 19 происходит повышение его скорости, после чего происходит соударение нижнего потока с верхним углом атаки, равным углу конуса 9 что способствует лучшему внедрению окислительных компонентов в ранее смешанные восстановительноокислительные койпонёнты. Процесс перемешивани  протекает, энергичноi поскольку количества движени  coy-, дар емых потоков соизмеримы. После смешени  ве;рхнего и нижнего потоков слитый воедино однородный поток продолжает движение в пределах пространства 6 фурмы и истекае в печь с высокой кинетической энергией . Таким образом, в предложенном уст ройстве качество смешени  достигаетс двухстадийным перемешиванием дуть  с топливом, отсутствием застойной зо ны за вставкой, участка ста билизации между вставкой и выходным торцом фурмы. Расположение критического сечени  меньшего сопла на участке между выхо ным торцом дутьевого сопла и выходны отверстием топливоподвод щего патрубка позвол ет сформировать высокоскоростной поток дуть  перед встрече с топливом, увеличить его эжектирующее действие, повысить взаимодействие потоков дуть  с топливом. Расположение критического сечени  большего сопла на |эассто нии t-S ди аметров топливоподвод щего патрубка по ходу потока способствует оптимальным услови м смешени  верхнего потока дуть  с топливом и скоростному фор- . мированию.нижнего пртока,позвол ет ввести на вторичное смешение нижний поток при достаточной однородности верхнего потока. Уменьшение указанного рассто ни  менее диаметров приводит к преждевременной встрече потоков, идущих на вторичное смешение,. ухудшает равномерность распределени  восстановительных компонентов в дутьевом потоке. Увеличение указанного рассто ни  на величину более 6 диаметров приводит к ликвидации участка стабилизации за вставкой и к возмущенио общего потока после соударени , к снижению дальнобойности и выносу процесса смешени  за пределы фурмы. Вышеуказанное отношение BepiXMero критического сечени  к нижнему в пределах 0,5-0,8 cnoco6cTByet OBJFMмизации распределени  дутьевого потока , идущего на первичное И вчга ричное смешение. Снижение указанного отношени  кенее величины 0,5 Ухудшает первичное смешение дутьевого и топливногр потока , снижает общую однородность после вторичного смешени . Повышение указанного отношени  более величины 0,8 приводит к воспламенению и локальным перегревам в верхней части фурмы. В таблице привод тс  результаты сравнительных испытаний предлагаемого технического решени  в сравнении с известным.(54) BURGER TYPE OF DOMAIN FURNACE The invention relates to ferrous metallurgy, namely, equipment for blast furnaces for blowing. Known tuyere instruments of blast furnace pedeals for supplying a mixture of blown fuel with fuel and containing a blowing nozzle adjacent to the tuyere are known. inside the space of which fuel supply pipe is introduced 1 Known constructions of tuyere. devices do not create the technologically required homogeneity of the mixture, which adversely affects the distribution of reducing gases over the cross section of the blast furnace and is the cause of black carbon occurrence, a sharply worsening drainage of liquid smelting products in the near-furman space, which in turn leads to premature lance burning and , as a result, to the planned stopping of furnaces, as well as .. to reduce the intensity of melting. To improve the mixing of the fuel-water mixture, to increase the degree of its homogeneity in the inner space of the tuyere, inserts made of water-cooled or from some heat-resistant material are installed. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a blast furnace blast furnace device containing a blast nozzle, a lance with a fuel inlet pipe and a shaped heat-resistant multi-nozzle insert located in the internal space of the device 2. The disadvantage of such a constructive solution is the low degree of mixing of blast components with the fuel to the combustion mixture in the local areas of the tuyere, uneven temperature level after mixing, which ultimately worsens g with the heat of reaction of the fuel and homogeneity of the hearth gas and leads to an increase in coke consumption and to a decrease in the resistance of the tuyeres. The aim of the invention is to reduce the consumption of coke and improve the homogeneity of the furnace gas. The goal is achieved by the fact that in a known tuyere apparatus containing a blowing nozzle, a lance for feeds blow into the furnace with a fuel inlet nozzle and a shaped heat-resistant multi-nozzle insert located in the inside of the device, the insert is installed Bq the inner space of the tuyere to form two expanding nozzles critical the smaller section of which is located between the outlet end of the blowing nozzle and the outlet of the fuel-feeding pipe, and the critical section of the larger nozzle is located at a distance -6 diameters of the fuel supply pipe from the smaller critical section; the nozzles blow along the stream. Such an implementation and installation of the insert allow two stage mixing within the inner space of the tuyere to blow with fuel, to stabilize the mixed flow and to supply the fuel to the working space of the furnace with a high degree of mixing in the form of a powerful high-speed jet and a circular cross section. to increase the uniformity and distance of the discharge stream. FIG. 1 shows a tuyere device, a longitudinal section; in fig. cross section. A-A in FIG. The device contains a blowing nozzle 1 adjacent to the lance 2 by means of a detachable connection with a ball sharpening over the surface of the abutment. The tuyere 2 is made in the form of a water-cooled body 3 of conical shape, through which the fuel inlet pipe with the outlet 5 is passed into the inner space 6 of the tuyere, in which the profiled insert 7 is installed. The insert 7. is made in the form of two irregular shapes (asymmetric cones 8 and 9 connected by common surfaces 10 between each other, with grooves 11 and 12 on the lateral surface of the cones 8 and 9, which form with the inner wall 13 of the housing 3 two expanding nozzles and 15 with the input strip 16 and 17, respectively, and with critical sections and 18 and T9, respectively. The upper dilating nozzle 1 is made with a smaller flow area, the lower nozzle 15 with a larger flow area, and the ratio of the upper critical section to the lower one is within 0.5-0.8. The largest cross-sectional area of the insert 7 must be within 13-15% of the cross section of space 6. Critical section 18 should be located between the outlet end of the blowing nozzle 1 and the outlet 5 of nozzle 4, and critical section 19 should be located at a distance of k-6 diameters pipe k from critical section 18 in the direction of the blast flow. The insert 7 can be made independently water-cooled or connected by pipes with a water-cooled body. som 3. The insert 7 may also be made of a heat-resistant or refractory material, such as silicon carbide, etc., pressed or cast. It is also possible to perform an insert 7 with cooling in the center and an outer lining or fire-resistant coating (dusting. The opening angle of the expanding nozzles is selected from the conditions of continuity of flows and practically amounts to 6-8 ° for the upper nozzle and 10 for the lower nozzle. during the collision of the streams, the active interaction between each other, the presence of a stabilization area after the collision. The device operates as follows: the high-temperature blast is supplied through the nozzle 1 to the tuyere 2, and the fuel (natural, coke and other) The second gas flows through the pipe 4 and the outlet 5 into the space 6. At the meeting, the top of the cone 8 from the insert 7 blows: the stream is distributed into two unequal parts: kO% blow enters through the inlet part 16 to the critical section 18, and the rest is blown enters through the inlet part 17 to the critical section 19B of the critical section 18, the speed of the upper part increases, the blast flow increases, the ejecting effect increases, suction (trapping) and crushing of the fuel jet, active interaction with the fuel, averaging comp onentov between themselves in the expanding part 14. Simultaneously with the passage of H1 1 of the lower part of the blast flow through the critical section 19, its velocity increases, after which the lower stream collides with the upper angle of attack equal to the angle of the cone 9 which contributes to the better incorporation of oxidative components into the previously mixed reductive oxidation coyponents. The mixing process proceeds vigorously since the quantities of movement of the coy- donated flows are commensurate. After mixing the bottom, the lower and the lower flows, the uniform flow merged together continues to move within the space of 6 lance and expire into the furnace with high kinetic energy. Thus, in the proposed device, the quality of mixing is achieved by a two-stage mixing of blowing with fuel, the absence of a stagnant zone behind the insert, a section of stabilization between the insert and the output end of the tuyere. The location of the critical section of the smaller nozzle in the area between the outlet end of the blowing nozzle and the outlet of the fuel inlet nozzle allows to form a high-speed flow to blow before meeting with the fuel, to increase its ejecting effect, to increase the interaction of the flow with the fuel. The location of the critical section of the larger nozzle at the t-S distance of the fuel supply pipe diameters along the flow contributes to optimal mixing conditions of the upper flow blowing with fuel and high-speed form. lower flow allows the lower flow to be introduced into the secondary mixing with sufficient uniformity of the upper flow. A decrease in the specified distance less than the diameters leads to a premature meeting of the flows going to the secondary mixing. impairs the uniformity of distribution of reducing components in the blast stream. Increasing this distance by more than 6 diameters leads to the elimination of the stabilization area behind the insert and to the disturbance of the total flow after the collision, to a decrease in the range and removal of the mixing process beyond the limits of the tuyere. The above BepiXMero ratio of the critical section to the lower one is within 0.5-0.8 cnoco6cTByet OBJFMmization of the distribution of the blast flow going to the primary and primary mixing. Decrease of the indicated ratio of the value of 0.5 to a value. Worsening the primary mixing of the blast and fuel flow reduces the overall homogeneity after the secondary mixing. Increasing this ratio by more than 0.8 leads to ignition and local overheating in the upper part of the tuyere. The table lists the results of comparative tests of the proposed technical solution in comparison with the known.

Известное решение Нет 0,5 2,8 13,9 ЭОСKnown solution No 0.5 2.8 13.9 EOS

1,2 1,4 l,2 27,3 1.1701.2 1.4 l, 2 27.3 1.170

- Предлагаемое- Proposed

Криворожсталь 2,9 .3,2 3,1 0,1 1,8 1000 Новолипецкий 5,0 11,3 8,0 3,3 1,0 1100Krivorozhstal 2.9 .3.2 3.1 0.1 1.8 1000 Novolipetsk 5.0 11.3 8.0 3.3 1.0 1100

5,0 И,О5.0 O, O

5,5 11,55.5 11.5

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Фурменный прибор доменной печи, содержащий дутьевое сопло, фурму подачи дутья в печь с топливоподводящим патрубком и профилированную жаропрочную вставку, расположеннуюA blast furnace tuyere device containing a blast nozzle, a blast feed lance into a furnace with a fuel supply pipe, and a shaped heat-resistant insert located 994560 8 во внутреннем пространстве прибора, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода кокса вследствие повышения степени реагирования топлива и однородности горнового газа, вставка установлена внутри фурмы с образованием двух расширяющихся сопел, критическое сечение меньшего из которых расположено между выходным торцом дутьевого сопла и выходным отверстием топливоподводящёго патрубка, а критическое сечение большего .сопла - на расстоянии 4-6 диаметров этого патрубка· от критического сечения меньшего сопла по ходу потока дутья.994560 8 in the internal space of the device, characterized in that, in order to reduce coke consumption due to an increase in the degree of fuel reaction and uniformity of the furnace gas, the insert is installed inside the lance with the formation of two expanding nozzles, the critical section of the smaller of which is located between the outlet end of the blast nozzle and the outlet the hole of the fuel supply pipe, and the critical section of the larger nozzle is at a distance of 4-6 diameters of this pipe · from the critical section of the smaller nozzle along the flow of the blast.
SU813249319A 1981-02-23 1981-02-23 Tuyere device of blast furnace SU994560A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813249319A SU994560A1 (en) 1981-02-23 1981-02-23 Tuyere device of blast furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813249319A SU994560A1 (en) 1981-02-23 1981-02-23 Tuyere device of blast furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU994560A1 true SU994560A1 (en) 1983-02-07

Family

ID=20943535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813249319A SU994560A1 (en) 1981-02-23 1981-02-23 Tuyere device of blast furnace

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU994560A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
RU2239139C2 (en) Method of obtaining many coherent gas jets at use of single tuyere (versions) and tuyere used for realization of this method
EP0777751B1 (en) Method and apparatus for electric steelmaking
KR100486184B1 (en) Supersonic coherent gas jet for providing gas into a liquid
KR101361889B1 (en) Oxygen injection method
US3427151A (en) Process and apparatus for introducing a gaseous treating stream into a molten metal bath
RU2218522C2 (en) Atomizer for fine material injection
TWI287583B (en) Method for the pyrometallurgical treatment of metals, metal melts and/or slags and injection device
ITUD950003A1 (en) MELTING PROCEDURE FOR ELECTRIC ARC OVEN WITH ALTERNATIVE ENERGY SOURCES AND RELATED ELECTRIC ARC OVEN
SU955866A3 (en) Apparatus for feeding and burning additional fuel in shaft furnace
JP2003172584A (en) Fine particle blowing device and refining method
KR930007311B1 (en) Lance for blow-refinement in converter
JP7024600B2 (en) Refining lance, refining lance equipment, RH type refining equipment, and method for manufacturing ultra-low sulfur molten steel
EP1749109B1 (en) Refining molten metal
CA1137748A (en) Continuous copper melting furnace
SU994560A1 (en) Tuyere device of blast furnace
US3937449A (en) Liquid-fuel atomization and injection device
JP2004518826A (en) A device that blows gas into a container
JP2005090865A (en) Porous burner lance, and melting/refining method for cold iron source
JP2020094247A (en) Lance for refining, lance apparatus for refining, electric furnace, and steelmaking process
JPH11181514A (en) Bottom-blown tuyere in converter
SU672216A1 (en) Tuyer for blowing metal with gas-oxygen mix
US3118608A (en) Fuel gas and oxygen injection lance employing webbed coolant deflectors
SU855004A1 (en) Tuyere for oxygen blasting of electric arc furnace bath
WO1997002365A1 (en) Device for after-burning combustible components of the atmosphere in metallurgical smelting vessels